一种系统化培养微藻的光生物反应器技术方案

本实用新型专利技术是一种系统化培养微藻的光生物反应器。它包含并联平行管道组、控制阀、ｐＨ值传感器、温度传感器、光照传感器、水雾喷淋器、液位报警器、管道泵、进气管、排气管、进料管、卸料管、培养基管、微孔管道、贮液罐、冷热交换器、控制台、支架、照明设施等。本实用新型专利技术将管道组、阀门有效闭合连接在一起，解决了微藻培养过程中积增大的同时比表面积也可增大，占地面积小，有效利用立体空间，气体交换更充分，利用率增加，在培养过程中温度、ｐＨ值、培养基浓度、光照强度等参数能实时调控，给微藻生长代谢提供最佳适宜条件，能有效缩短养殖时间，避免外界敌害生物的危害，降低生产成本，该反应器可用于连续或半连续微藻细胞培养，生产微藻蛋白、生物柴油或水产饵料等产品。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微藻生物工程
，具体地说是一种系统化培养微藻的光生物反应器。
技术介绍
微藻作为一种重要的可再生资源，具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环 境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点。微藻的进一步开发利用，将提供新的资源， 如微藻蛋白、生物柴油或水产饵料等。 但是，自然界中的微藻资源分布广，种类多。微藻资源的开发，需要单种化、系统化 进行。目前，微藻资源开发主要采用光生物反应器进行。 光生物反应器有圆柱状光生物反应器、长方体光生物反应器、立方体光生物反应 器、球冠体光生物反应器、球体光生物反应器、螺旋管道光生物反应器、平行管道光生物反 应器、跑道式光生物反应器等。但是，由于这些反应器的规模小、体积有限，比表面积小，占 地面积广，气体交换不充分，利用率低，在培养过程中温度、pH值、溶解氧、培养基浓度、光照 强度等参数难以实时调控，不能给微藻生长代谢提供适宜条件。 因此，在保障有效增大反应器体积的前提下，如何控制表面积、透光率、气体解析、 温度、光强度、pH值、溶解氧、培养基浓度，如何提高生物量，提高培养效率，成为微藻生物工 程技术的核心技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种系统化培养微藻的光生物反应器，能够解决培养过 程中比表面积、透光率、气体解析、温度、光强度、pH值、溶解氧、培养基浓度等关键的技术问题。 本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为系统化培养微藻的光生物反 应器由管道组、阀门、条件控制器、贮液罐和控制台构成；管道组包括并联平行管道组、进气 管、微孔管道、培养基管、排气管；并联平行管道一端与管道泵相连，另一端与贮液罐相连， 管道泵与贮液罐进料管相连，在管道泵与贮液罐间连接卸料管，贮液罐内安装盘状微孔管， 微孔管在与进气管相连，另一端与过滤空气管道连接；培养基管位于贮液罐进口处；阀门 包含进气阀、气体止回阀、紧急开关、出料阀关、取样阀、卸料阀、排污阀；卸料阀位于管道泵 后方，在管道泵与并联平行管道间安装排污阀，并联平行管道组的末端设置有排气阀，在并 联平行的管道上方安装水雾喷雾阀，在贮液罐的底部与并联平行的管道间安装出料阀和取 样阀，在贮液罐进口处安装培养基管阀；条件控制器包含温度传感器、pH值传感器、光照传 感器、冷热交换器、管道泵、液位传感器、支架、照明设施；温度传感器、PH值传感器、冷热交 换器、液位传感器都安装在贮液罐内，照明设施安装管道组左右两侧，贮液罐位于并联平行 管道组的最上方，罐口处设置有培养基管、进气管、气体止回阀；底部中心点设置出料管，取 样阀，出料管直接与并联平行管道组最上方管道相连；控制台位于贮液罐下方，作为所有传感器的信号收集与发射的中心。 所述的并联平行管道组至少由两套以上并联平行管道构成。在并联平行管道两端 安装紧急开关。并联平行管道表面安装光照传感器，根据光照强弱启动或关闭水雾喷淋器、 光照设备，给微藻提供适宜光强度。 贮液罐内通入的气体为过滤空气，根据pH值传感器的信号自动调节大小，使pH值 维持在规定的范围内。 所述的贮液罐内底部安装的盘状微孔管，进入罐内的气体通过微孔管道，分为直 径微小的气泡，小气泡增加气体的表面积和与液体间的溶解度，有效提高气体的利用率。贮 液罐内还设置液位报警器，控制整个系统内的容量。 所述的冷热交换器根据贮液罐内温度传感器信号启动或关闭，维持液体温度在规 定范围。 所述的反应器的卸料管位于反应器的最底层，管道由开关控制。 所述的管道泵通过变频器来控制液体的流量，既不使微藻细胞沉于管壁，又不会打伤微藻细胞。 本技术与现有技术比较具有以下优点 1、本技术反应器在运行过程中，培养液体自然向下流淌到管道组后，管道内 原液体已被泵抽走，流速自动加快，对管道壁压力减少，管道不易破裂，降低泵的压力，泵体 不易发热、烧坏，生产成本得到有效节约。 2、本技术的反应器为两套以上并联平行管道，反应器可以放大到几吨到几百吨，可以有效利用立体空间，减少占地面积，光表面积是其它反应器的io倍以上。 3、本技术的管道设置为相互错位并联平行，管道间无相互遮光现象发生，培养过程中给藻细胞提供充足光源。 4、本技术的反应器在运用过程中藻细胞光合作用消耗空气中的二氧化碳，产 生了氧气，一定程度上减少温室效应，保护环境。 5、本技术反应器的温度、光照、pH值等运用传感信号，可以自动调控到最佳的 培养条件，降低劳动强度，节约人力资本。 6、本技术的并联平行管道组设置有紧急开关，可以在特殊情况下(如管壁破裂、接头泄露时)通过关闭紧急开关，可以避免上方的反应器组继续泄露。 7、本技术反应器的水雾喷淋装置，既能降温，又能遮光，起到双重作用。 8、本技术反应器可以实现循环消毒，避免死角，消除管壁内气泡，降低污染，提高成功率。 9、本技术摆脱了卸料对管道泵的依赖，利用地球引力，自动卸料，降低成本。附图说明图1是本技术的系统化培养微藻的光生物反应器结构示意图。 图中，l-卸料阀；2-排污阀；3-培养基管阀；4-紧急开关；5_取样阀；6-进气阀； 7-出料阀；8_排气阀；9-气体止回阀；10-水喷雾阀；11_管道泵；12_并联平行管道组； 13-进料管；14-卸料管；15-进气管；16-排气管；17-微孔管；18-培养基管；19-光照传感 器；20-贮液罐；21-pH值传感器；22-温度传感器；23_冷热交换器；24_液位传感器；25-控制台；26-支架；27-照明设施。具体实施方式本技术系统化培养微藻的光生物反应器，该反应器为管道组、阀门、条件控制 器、支架和控制台构成，管道组包括并联平行管组12、进气管15、微孔管道17、培养基管18、 排气管16 ;并联平行管道12 —端与管道泵11相连，另一端与贮液罐20相连，管道泵11与 贮液罐20进料管13相连；在管道泵11与贮液罐20间连接卸料管14 ;贮液罐20内安装盘 状雾微孔管17，微孔管17再与进气管15相连，另一端与过滤空气管道连接；培养基管18和 位于贮液罐20进口处。阀门包含进气阀6、气体止回阀9、紧急开关4、出料阀7、取样阀5、 卸料阀1、排污阀2 ;卸料阀1位于管道泵11后方，在管道泵11与并联平行管道12间安装 排污阀2，并联平行管道组12的末端设置有排气阀8，在并联平行的管道12上方安装水雾 喷雾阀10，在并联平行管道12两端安装紧急开关4，在贮液罐20的底部与并联平行的管道 12间安装出料阀7、取样阀5，在贮液罐20进口处安装培养基管阀3。条件控制器包含温度 传感器22、pH值传感器21、光照传感器19、冷热交换器23、管道泵11、液位传感器24、照明 设施27。温度传感器22、 pH值传感器21、冷热交换器23、液位传感器24都安装在贮液罐 20内，照明设施27安装管道组12左右两侧；支架26支撑管道组12 ;控制台25为位于贮液 罐20下方，为所有传感器的信号收集与发射的中心。 以上所述的温度传感器22、 pH值传感器21、光照传感器19、冷热交换器23、管道 泵11、液位传感器24、照明设施27，以及管道泵11、紧急开关4和所有阀门等均为现有技术A 口 广PR o 例如5吨系统化培养微藻的并联平行管道光生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统化培养微藻的光生物反应器，其特征在于由管道组、阀门、条件控制器、贮液罐和控制台构成；管道组包括并联平行管道组、进气管、微孔管道、培养基管、排气管；并联平行管道一端与管道泵相连，另一端与贮液罐相连，管道泵与贮液罐进料管相连，在管道泵与贮液罐间连接卸料管，贮液罐内安装盘状微孔管，微孔管在与进气管相连，另一端与过滤空气管道连接；培养基管位于贮液罐进口处；阀门包含进气阀、气体止回阀、紧急开关、出料阀关、取样阀、卸料阀、排污阀；卸料阀位于管道泵后方，在管道泵与并联平行管道间安装排污阀，并联平行管道组的末端设置有排气阀，在并联平行的管道上方安装水雾喷雾阀，在贮液罐的底部与并联平行的管道间安装出料阀和取样阀，在贮液罐进口处安装培养基管阀；条件控制器包含温度传感器、ｐＨ值传感器、光照传感器、冷热交换器、管道泵、液位传感器、温度传感器、ｐＨ值传感器、冷热交换器、液位传感器都安装在贮液罐内，并连接到控制台；贮液罐罐口处设置有培养基管、进气管、气体止回阀；底部中心点设置出料管和取样阀，出料管直接与并联平行管道组最上方管道相连。

【技术特征摘要】
一种系统化培养微藻的光生物反应器，其特征在于由管道组、阀门、条件控制器、贮液罐和控制台构成；管道组包括并联平行管道组、进气管、微孔管道、培养基管、排气管；并联平行管道一端与管道泵相连，另一端与贮液罐相连，管道泵与贮液罐进料管相连，在管道泵与贮液罐间连接卸料管，贮液罐内安装盘状微孔管，微孔管在与进气管相连，另一端与过滤空气管道连接；培养基管位于贮液罐进口处；阀门包含进气阀、气体止回阀、紧急开关、出料阀关、取样阀、卸料阀、排污阀；卸料阀位于管道泵后方，在管道泵与并联平行管道间安装排污阀，并联平行管道组的末端设置有排气阀，在并联平行的管道上方安装水雾喷雾阀，在贮液罐的底部与并联平行的管道间安装出料阀和取样阀，在贮液罐进口处安装培养基管阀；条件控制器包含温度传感器、pH值传感器、光照传感器、冷热交换器、管道泵、液位传感器、温度传感器、pH值传感器、冷热交换器、液位传感器都安装在贮液罐内，并连接到控制台；贮液罐罐口处设置有培养基管、进气管、气体止回阀；底部中心点设置出料管和取样阀，出料管直接与并联平行管道组最上方管道相连。2. 根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁文伟，刘建国，张勇，
申请(专利权)人：云南爱尔发生物技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]