循环密闭式微藻养殖生产系统技术方案

本发明专利技术涉及一种微藻养殖生产控制机、循环密闭式多功能微藻养殖反应器、密闭透光式养殖池以及上述微藻养殖生产控制机、循环密闭式多功能微藻养殖反应器以及密闭透光式养殖池所组合而成的微藻养殖生产系统。在本发明专利技术中，微藻养殖生产控制机能将微藻养殖生产系统中所需的水力泵浦、空气风机、控制阀件、电气控制设备及可程式控制系统，整合为一独立设备单元，以取代传统各单元独立运作的方式，达到集中监控管理和大幅简化制程单元。

【技术实现步骤摘要】
循环密闭式微藻养殖生产系统
本专利技术涉及一种大量养殖生产微藻的技术与制程设备。
技术介绍
微藻养殖系统可分为开放式与密闭式两种，开放式系统是在户外利用阳光进行培养，而密闭式系统必须在光生化反应器中进行培养，因此开不同形式的光生化反应器，所发展出的微藻养殖系统也不同。已知的较为可行的微藻生产方法有二种：(一)培养袋养殖系统，(二)管型光生化反应器养殖系统。已知的在微藻养殖的制程可分为以下的三个制程系统，(一)培养液供给系统，(二)气体混合循环系统，(三)养殖成品收成系统。如图1所示，已知的培养袋养殖系统包括：1、培养袋配置：培养袋10a为透光性塑料袋，将培养袋10a吊挂于固定支架11a上，使培养袋10a内微藻有效吸收光能，但培养袋10a为软性结构，无法承载太大荷重，容积受限。2、培养液供应系统：将培养液12a从培养液储存槽13a内，经由培养液供应泵浦14a送至培养袋10a，进行微藻生产作业。3、气体混合循环系统：利用气体循环风车16a，将CO2供应装置15a经由培养袋10a上方开口处，送至培养袋10a，以增加微藻培养的混合扰动效果。4、养殖成品收成系统：养成的微藻成品会沉淀在培养袋10a下方，由于培养袋10a为透光性塑料袋，无法在下方开口，需由微藻培养液回收泵浦17a从每一支培养袋10a，抽送至微藻液收集槽18a，无法自动化操作，耗时费力。如图2所示，已知的管型光生化反应器养殖系统包括：1、管型光生化反应器配置：管型光生化反应器10b一般为透明塑料或玻璃材质组成，以南北朝向水平放置，将管型光生化反应器10b架设于固定支架11b上，以利于微藻进行光合作用。而塑料材质受到紫外线照射会影响光透性，但是价格偏高。2、培养液供应系统：将培养液12b从培养液储存槽13b内，经由养殖循环泵浦14b打入管型光生化反应器10b内，将开关阀18b关闭，开关阀20b开启，使管型光生化反应器10b形成一个密闭式养殖系统，微藻在管型光生化反应器10b内循环流动，进行光合作用。3、气体混合循环系统：利用气体供应泵浦16b，将CO2供应装置15b打入管型光生化反应器10b，使CO2与微藻在管型光生化反应器10b混合。4、养殖成品收成系统：当收集微藻时，将开关阀25b关闭，开关阀26b开启，使养殖循环泵浦16b与微藻液收集槽17b形成通路，将微藻液送至微藻液收集槽17b内。相较于开放式养殖环境，微藻养殖系统在密闭式的养殖环境控制上较为容易，且密闭式养殖的微藻收成率也比开放式养殖为高，质量也更为稳定，因此密闭式养殖系统逐渐成为微藻养殖的主流方向。但是以往已知的密闭式养殖系统仍然有其缺点，诸如密闭式养殖生产系统设备单元过多，养殖容积较小，成品收成无自动化，需使用大量人力，使得成本增加而降低生产效率，也因此造成生产规模受限，不易放大，这也是密闭式微藻养殖亟待突破的关卡。因此，如何在密闭式微藻养殖系统中，开发出一种生产设备模块化，使现场操作维护简便，一种大容量的微藻养殖反应器及密闭透光式养殖池，让制程设备可用于工厂大量生产制造的微藻养殖系统，便是能达到有效降低生产成本，提升生产效率的有效方法。
技术实现思路
本专利技术中，微藻养殖生产控制机能将微藻养殖生产系统中所需的水力泵浦、空气风机、控制阀件、电气控制设备及可程控系统整合为一体的模块化单元设备，并可于工厂大量生产制造。在系统操作运转维护时，更可集中监控微藻培养液的供给，监控养殖气体供给及循环，以及监控微藻液的成品收成，可简化人力及场地的配置，方便维修及缩短建厂时程。本专利技术中，多功能微藻养殖反应器设有多功能调整阀、底座、管路及支架结构。多功能调整阀设有水流进出调整开关及气体进出调整阀，水流进出调整开关可控制微藻培养液的供给及微藻液成品收成，气体进出调整阀可控制养殖气体的循环供给。支架结构可乘载大容积的透明塑料培养袋，以大幅提高微藻养殖的单位产量。本专利技术中，密闭透光式养殖池设有池身结构、支撑柱、池底U型导水沟、密闭透光式屏蔽、培养液管路、成品收成液管路、养殖池循环管路、养殖气体循环管路及流量调整阀，以控制微藻培养液的供给、循环、成品收成及养殖气体的循环供给。池式结构可乘载大容积的培养液，以大幅提高微藻养殖的单位产量。而本专利技术的微藻养殖生产控制机可大幅改善以往已知的装置所产生的缺点，将微藻养殖的生产制程，(一)培养液供给系统，(二)气体混合循环系统，(三)养殖成品收成系统，应用本专利技术将机械设备、水管系统、气体系统、电力系统、液位及时间控制系统整合，采集中式管理控制，以提高微藻养殖的效率。而本专利技术的多功能微藻养殖反应器，具有高透光性、低价格、容易取得、大容量、可自动化生产的优点，以提高微藻养殖的单位生产量。而本专利技术的密闭透光式养殖池，具有高透光性、低价格、施工快速、操作简易、大容量连续养殖、可自动化生产的优点，提高微藻养殖的单位生产量。综合有如下十三个特点：特点一：微藻养殖生产控制机能将微藻养殖的诸多组件予以整体模块化及规格化，使得本专利技术能在最短时间内进行制造、替换及维修，避免因故障而造成制程长时间的停机，影响到整体制程生产效能。而本创作也因被整体模块化及规格化，故能通过大量生产制造，以达到减少设备成本及建置时间的效益。特点二：微藻养殖生产控制机能将诸多机械设备及控制组件整合安装于密闭式的模块箱内，保护生产设备及控制组件，不受风吹日晒雨淋，可有效降低生产设备及控制组件的故障机率。更因为微藻养殖生产控制机可集中操作监控的特性，而减少了人力及场地的成本。特点三：只要将各个多功能微藻养殖反应器或密闭透光式养殖池的管路系统连接上微藻养殖生产控制机的管路接口，便能成为一组微藻养殖生产系统，快速的进行微藻养殖生产。特点四：多功能微藻养殖反应器设有多功能调整阀、底座、管路及支架结构。其支架结构材质可为铁材、不锈钢材、塑料所加工而成的圆柱形封顶形状，再配合管路结构的组装，藉以支撑大容积的透明塑料培养袋，如此可容纳高容量的培养液，提高微藻养殖的产量。特点五：多功能微藻养殖反应器的多功能调整阀设有水流进出调整开关及气体进出调整阀，可提供培养液供给、气体混合循环及养殖成品收成制程自动化。特点六：多功能微藻养殖反应器所使用的培养袋，其使用材质可为塑料类透明管或塑料类透明培养袋，二者皆具有高度的透光性，如培养袋采用塑料类透明培养袋，更具有价格低廉、容易取得、更换方便等优点。特点七：密闭透光式养殖池设有培养液管路、成品收成液管路、养殖池循环管路、养殖气体循环管路及流量调整阀，可控制微藻培养液供给、循环、成品收成及养殖气体混合循环供给的制程自动化。特点八：密闭透光式养殖池的池式结构施工简便快速，可乘载大容积的培养液，以大幅提高微藻养殖的单位产量。而密闭透光式屏蔽其使用材质可为透明的塑料布、PS板、压克力板或PP板等透明材质，皆具有高度的透光性，如屏蔽采用透明塑料布，更具有价格低廉、容易取得、更换方便、维护容易等优点。特点九：采密闭式培养，由CO2供应装置及有机物质酦酵机组酦酵后富含CO2的有机气体，供应微藻养殖系统所需的养殖气体，使CO2及富含CO2的有机气体得以循环回收和再利用，提供了微藻养殖气体有效循环回收再利用及生产系统减碳的方法。特点十：采密闭式培养，让气体在微藻养殖反应器或密闭透光式养殖池间流动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微藻养殖生产控制装置，其特征在于，包括：箱体；自动控制组件，安装于该箱体外侧；培养液供应组件，其包含第一入口端和第一出口端连接于第一泵浦，该培养供应组件设置由该自动控制组件启动该第一泵浦来将第一液体由该第一入口端供应至该第一出口端，并控制该第一液体之供应量；气体混合循环组件，其包含第二入口端和第二出口端连接于气体循环风车，该气体混合循环组件设置由该自动控制组件启动该气体循环风车来将第一气体一由该第二入口端供应至该第二出口端，并控制该第一气体之供应量；以及养殖成品收成组件，其包含第三入口端和第三出口端连接于第二泵浦，该养殖成品收成组件设置由该自动控制组件启动该第二泵浦来将第二液体由该第三入口端供应至该第三出口端，并控制该第二液体之回收量。

【技术特征摘要】
1.一种微藻养殖生产控制机(13)与多功能微藻养殖反应器(20)及密闭透光式养殖池(22)的微藻养殖生产系统，其特征在于：培养液供应系统：将培养液(10)引进至杂质过滤分离槽(11)，由自动控制盘(112)之液位开关(124)侦测培养液储存槽(12)的水位高度，以连动电动阀(111)及供应泵(114)的启动/停止；培养液储存槽(12)的培养液，经由控制机(13)的自动控制操作盘(135)以开启电动阀(1351)，培养液经培养液供应泵(131)供应至多功能微藻养殖反应器(20)或密闭透光式养殖池(22)；气体混合循环系统：将CO2供应装置(15)或有机物质酦酵机组(16)酦酵后的有机废气经由空气污染防治处理机(17)处理后的气体衔接至空气混合槽(14)内，再连接至控制机CO2吸入端管路(1331)，透过操作微藻养殖生产控制机(13)，可启动控制机(13)内的气体循环风车(133)，将气体经由控制机出口端管路(1332)送至多功能微藻养殖反应器(20)内的气体喷流孔装置(206)，或密闭透光式养殖池(22)的气体喷流孔装置(248)，使养殖反应器(20)及养殖池(22)内能得到生长所需的气体环境及混合扰动效果；接着将养殖过程所产生的有机气体、或未溶于水中的CO2藉由多功能微藻养殖反应器(20)顶端的集气管(207)，或密闭透光式养殖池(22)的集气装置(249)，连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊宗，林长庚，郑伟利，
申请(专利权)人：吴俊宗，林长庚，郑伟利，
类型：发明
国别省市：