一种具有防止液泛装置的柱式生物反应器制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有防止液泛装置的柱式生物反应器，属于微生物培养设领域。该反应器中在液面上方设置了圆盘形的防止液泛装置，防止液泛装置能够通过装配孔安装在无菌空气进气管上并与培养柱内壁之间保持环形间隙，其上开设有通气微孔。微藻在柱式反应器中培养时，随着藻液密度的增高，藻液粘度将增大，容易产生液泛现象，随着液泛的上升，大量藻细胞将被带至柱塞位置，与外界接触，造成污染，且远离培养基液面，逐渐死亡，造成藻的损失。该装置可以拦截液泛，消除藻液泡，使得液泛无法粘带藻细胞向上继续运动，进而避免藻液被污染及藻液的损失。藻液的损失。藻液的损失。

【技术实现步骤摘要】
一种具有防止液泛装置的柱式生物反应器


[0001]本技术涉及微生物培养设备领域，具体而言，涉及一种能消除液泛现象、减少污染和减少藻液损失的装置。

技术介绍

[0002]微藻通常是光合自养生物，种类繁多，具有超强的繁殖能力和适应能力，生长速度很快，光合利用率高，能够有效除去污水中的N、P、有害金属离子和有毒物质，同时将废水中的营养物质转化为生物量，进一步获得经济效益。相当多的淡水及海水微藻藻种均可在实验室培养，部分藻种已经实现大规模工业化培养。其中柱式反应器由于其结构简单、占地面积小，全方位受光因此受光良好，通气的同时实现藻液混合和物质、能量交换，具有节能的特点。因此是最为常见的微藻培养用光反应器之一。
[0003]无论是在实验室培养还是工业应用中，现有技术条件下利用柱式培养过程时，藻种刚接入时，气泡夹带藻细胞沿着内壁上行，藻细胞挂壁现象明显，这使得实际接种量低于设计的量，从而造成培养的延滞期延长。随着藻液密度增加，胞外有机代谢产物增多，藻液粘度将增大，容易产生液泛现象(连续起泡直至溢出的现象)。液泛时气泡上升的过程中，会夹带藻细胞沿着柱子内壁上升至柱式顶端出口处，此过程中，部分藻细胞会贴附在柱内壁，部分聚集在与外界环境接触的通气口，部分溢出至外部环境。直接危害是造成微藻生物质和培养液中营养盐的损失，而且离开培养环境的藻细胞死亡后由于其富含的蛋白、维生素等营养物质极易滋生细菌、真菌(尤其是霉菌)及原生动物等，这些生物污染物通过液泛路径侵入培养液系统，从而容易造成柱内藻液的污染。惯例是定时清理，但存在效果不佳、人力投入大、二次污染等问题。如何针对柱式反应器专利技术一种简单可行的消除液泛，减少污染，减少藻液损失的装置来解决上述问题，成为迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了弥补以上不足，本技术提供了一种具有防止液泛装置的柱式生物反应器，旨在改善微藻培养过程中产生的液泛现象，减少藻液污染及损失，提高微藻培养成功率和效率。
[0005]本技术通过以下方式实现：
[0006]一种具有防止液泛装置的柱式生物反应器，其包括出气管、无菌空气进气管、密封件、防止液泛装置和培养柱；
[0007]所述培养柱的顶部开口，所述密封件用于安装在培养柱上对顶部开口进行密封；
[0008]所述密封件上开设有用于贯通式插入出气管和无菌空气进气管的两个安装通孔；
[0009]所述防止液泛装置为直径小于培养柱内径的圆盘片，且圆盘片上开设有装配孔和若干通气微孔；所述防止液泛装置能够通过所述装配孔安装在无菌空气进气管上并与培养柱内壁之间保持环形间隙，且无菌空气进气管与所述装配孔在装配状态下构成使防止液泛装置能够悬停在无菌空气进气管上任意高度位置的间隙配合或过盈配合。
[0010]作为优选，所述密封件为能半插入培养柱顶部开口的柱塞。
[0011]作为优选，所述圆盘片上的通气微孔孔径介于1～10mm。
[0012]作为优选，所述圆盘片上的装配孔直径介于5～20mm。
[0013]作为优选，所述装配孔开设于圆盘片的中心，且圆盘片位于培养柱的一个横截面上并与无菌空气进气管垂直。
[0014]作为优选，所述若干通气微孔均匀分布于所述圆盘片上。
[0015]作为优选，所述圆盘片的材质为玻璃、硅胶或聚四氟乙烯。
[0016]作为优选，所述圆盘片的厚度为1～5mm。
[0017]作为优选，所述环形间隙的宽度介于0～5mm。
[0018]作为优选，所述培养柱底部为倒锥形。
[0019]本技术的有益效果是：本技术通过上述设计得到了一种能消除液泛现象，减少污染、防止藻液损失的装置。使用时，培养柱内为特定体积的微藻培养液，圆盘片穿于无菌空气进气管上，稍高于藻液液面。圆盘片上的通气孔，能够使气体顺利流通，实现气液交换，即有利于光合放氧的解析和微藻所需碳源CO2的溶解。在微藻生长过程中，一旦有气泡产生，圆盘片能阻止气泡进一步扩大和沿内壁向上延伸，阻止了气泡夹带藻细胞向培养柱上方移动，杜绝液泛现象。藻液产生的气泡绝大部分集聚在圆盘片下方，待形成一定体积后降落回藻液面。极少气泡通过圆盘片上的微小气孔来到圆盘片上表面，但不具备形成大气泡并向上延伸的条件，破碎后通过上述微小气孔回流至主体藻液中。因此在培养微藻的整个过程中，粘附的藻细胞主要在圆盘片上下表面及附近区域，此部分黏附的藻细胞，由于离液面较近，在蒸发的水分及气泡推上的水分的联合作用下，仍然保持湿润和活力，仍是活细胞且未被污染。采收时利用藻液冲洗圆盘片及附近极小面积的区域即可实现藻细胞的完全回收，从而减少藻细胞的损失。另一方面，由于没有液泛，柱式反应器上端出口与藻液液面之间的内壁上有一段区间仍为洁净区域，而且由于柱式反应器通常情况下持续通无菌空气，能保持内部藻液与外部环境的相对隔离状态，因此避免了外部环境中的细菌、真菌及原生动物等进入柱式反应器并对藻液产生污染作用。
[0020]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0022]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要实用的附图作简单地介绍，以及实施例中所得结果示意图简单分析。
[0023]图1是本技术实施例中提供的一种具有防止液泛装置的柱式生物反应器示意图；
[0024]图2是本技术实施例中提供的防止液泛装置示意图；
[0025]图3是本技术实施例的实验组与对照组中所得结果的比较，即不同处理下因气泡夹带或液泛损失的藻细胞数对比；
[0026]图4是本技术实施例的实验组与对照组中所得结果的比较，即不同处理下气
泡夹带或液泛高度。
[0027]附图标记如下：
[0028]图1中：1
‑
出气管；2
‑
无菌空气进气管；3
‑
密封件；4
‑
防止液泛装置；5
‑
培养柱；41
‑
通气微孔；42
‑
装配孔。
具体实施方式
[0029]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。
[0030]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0031]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有防止液泛装置的柱式生物反应器，其特征在于，包括出气管(1)、无菌空气进气管(2)、密封件(3)、防止液泛装置(4)和培养柱(5)；所述培养柱(5)的顶部开口，所述密封件(3)用于安装在培养柱(5)上对顶部开口进行密封；所述密封件(3)上开设有用于贯通式插入出气管(1)和无菌空气进气管(2)的两个安装通孔；所述防止液泛装置(4)为直径小于培养柱(5)内径的圆盘片，且圆盘片上开设有装配孔(42)和若干通气微孔(41)；所述防止液泛装置(4)能够通过所述装配孔(42)安装在无菌空气进气管(2)上并与培养柱(5)内壁之间保持环形间隙，且无菌空气进气管(2)与所述装配孔(42)在装配状态下构成使防止液泛装置(4)能够悬停在无菌空气进气管(2)上任意高度位置的间隙配合或过盈配合。2.如权利要求1所述的具有防止液泛装置的柱式生物反应器，其特征在于，所述密封件(3)为能半插入培养柱(5)顶部开口的柱塞。3.如权利要求1所述的具有防止液泛装置的柱式生物反应器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：章真，吴世林，张荣庆，陈静芸，杨宁，刘晓军，姚丽萍，
申请(专利权)人：浙江清华长三角研究院，
类型：新型
国别省市：