CN110903947A - 一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器 - Google Patents

一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN110903947A
CN110903947A CN201911321411.XA CN201911321411A CN110903947A CN 110903947 A CN110903947 A CN 110903947A CN 201911321411 A CN201911321411 A CN 201911321411A CN 110903947 A CN110903947 A CN 110903947A
Authority
CN
China
Prior art keywords
culture
reactor
culture plate
microalgae
water tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911321411.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张江涛
王兆凯
熊熠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi zunchuang Energy Co.,Ltd.
Original Assignee
Shenzhen Taili Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Taili Energy Co Ltd filed Critical Shenzhen Taili Energy Co Ltd
Priority to CN201911321411.XA priority Critical patent/CN110903947A/zh
Publication of CN110903947A publication Critical patent/CN110903947A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02—Photobioreactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/06—Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/44—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of volume or liquid level

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器，所述反射器由多个反应器架单元构成，整体呈阶梯状，水跌消力单元的上游端向上凸设有溢流堰，相邻水跌消力单元的溢流堰之间形成容置凹槽；所述容置凹槽内设有培养板；在培养板的表面设有用于养殖微藻的养殖层；所述反应器底面朝下游方向倾斜设置。具有以下效果：(1)藻液培养时受光面积充分，光合利用率高，生长速率快；(2)培养板表面有循环流动的培养液，能有效维持藻液正常生长温度；(3)培养板上的液体厚度为10‑15mm，使微藻能直接与外界进行气体交换，无需通气和曝气装置；(4)收获方式简单，可以实现连续或半连续培养；(5)整个装置结构简单，能耗低，易于扩大生产。

Description

一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器
技术领域
本发明涉及微藻养殖使用的工业装置技术领域，具体是指一种规模化养殖微藻的光生物反应器。
背景技术
传统的微藻养殖光生物反应器主要有两种类型：封闭式反应器和开放式反应器。封闭式反应器主要有管式反应器、竖直平板式反应器、袋式反应器及搅拌釜式等几种类型，封闭式反应器在养殖过程中不易污染，水体中藻体浓度高，微藻养殖过程易于控制，但是封闭式反应器也存在如下不足：1、由于藻液受光照影响，吸收大量热量，导致反应器内部温度上升，因此养殖过程需要大量换热设备，能源消耗大；2、封闭式反应器通常需要加装人工光照***，也增加了能源消耗；3、封闭式反应器内壁容易被微藻污染，不易清理，很难实现微藻养殖的连续化；4、结构复杂，放大相对困难；5、设备造价昂贵，维护及操作费用高。而传统开放式反应器主要是跑道池反应器，其特点是反应器水平放置，培养液主要靠浆轮或者旋转臂的转动实现循环，其造价低廉，维护和保养容易，但是存在藻体浓度较低、二氧化碳利用率低、生产效率低、养殖过程中易被浮游动物、其他微藻等外来物种污染等缺点。授权公告号为CN101550393B的发明专利公开了名称为用于微藻室外养殖的反应器，其通过藻液流过阶梯状反应器的方式进行养殖，从反应器的上游端到下游端，落差较大，因此，将未达到收获浓度的藻液输送到新鲜藻液输出管时，需要配置功率较大的机械泵；在养殖过程中，还需要提供二氧化碳输送装置及专门的微藻收获***；因此，通过该方式养殖微藻，存在收获过程麻烦、装置复杂及能耗较高的不足之处。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明目的在于提供一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器，所述反射器由多个反应器架单元构成，整体呈阶梯状，从上游端至下游端由多个逐级降低的水跌消力单元相连，所述水跌消力单元的上游端向上凸设有溢流堰，相邻水跌消力单元的溢流堰之间形成容置凹槽；所述容置凹槽内设有培养板，培养板为一块平板，其形状与容置凹槽形状相适应；在培养板的表面设有用于养殖微藻的养殖层，所述养殖层采用珊瑚绒材料制成；养殖过程中，培养液从反应器的上端至下端逐级流动，越过溢流堰流入容置凹槽内，在培养板上分形成培养液面，所述培养液面的深度为10-15mm；所述反应器底面朝下游方向倾斜设置，与水平面所成角度为3-5度。采用上述结构，反应器从上游端到下游端的整体落差小，培养液从上游端到下游端流速缓慢，因此，在收集培养液的压力水箱内设置气压泵即可将培养液输送到上游端循环使用，能耗较低；采用培养板养殖微藻，新鲜藻液附着在培养板的养殖层上，便于收获；形成于培养板表面上的培养液的液面深度为10-15mm，液面较浅，因此在室外养殖时，微藻可以直接与外界进行气体交换，无需设置专门的通气和曝气装置；而且光能利用高，一方面减少养殖成本，另一方面可以使反应器结构更加简单；将反应器整体倾斜设置，有利于培养液的流动。
进一步，在反应器底端设有导流槽，在反应器的下游端设有与导流槽连通的压力水箱；在压力水箱内设有液位检测探头及气压泵；所述液位检测探头固设于压力水箱的侧内壁上，气压泵设于压力水箱的内底面上；在压力水箱的上表面还设有一根与压力水箱连通的循环水管；所述循环水管的自由端延伸至反应器上游端的上方。
同现有技术相比较，本发明用于微藻室外养殖的反应器具有如下优点：
(1)藻液培养时受光面积充分，光合利用率高，生长速率快；(2)培养板表面有循环流动的培养液，能有效维持藻液正常生长温度；(3)培养板上的液体厚度为10-15mm，使微藻能直接与外界进行气体交换，无需通气和曝气装置；(4)收获方式简单，可以实现连续或半连续培养；(5)整个装置结构简单，能耗低，易于扩大生产。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明的培养板立体图；
图3为本发明的导流槽立体图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本实施例的用于微藻养殖的开放式光生物反应器，如图1-3所示，所述反射器由多个反应器架单元1构成，反应器整体呈阶梯状，从上游端至下游端由多个逐级降低的水跌消力单元2相连，所述水跌消力单元的上游端向上凸设有溢流堰3，相邻水跌消力单元的溢流堰之间形成容置凹槽4；所述容置凹槽内设有培养板5，培养板5为一块平板，其形状与容置凹槽4形状相适应；在培养板的表面设有用于养殖微藻的养殖层，所述养殖层采用珊瑚绒材料制成，即在培养板表面设置一层珊瑚绒材料用于养殖微藻；养殖过程中，培养液从反应器的上端至下端逐级流动，越过溢流堰3流入容置凹槽4内，在培养板5上分形成培养液面，所述培养液面的深度为10-15mm；所述反应器底面朝下游方向倾斜设置，与水平面所成角度为3-5度，便于培养液流动。
在本实施例，在反应器底端设有导流槽，在反应器的下游端设有与导流槽10连通的压力水箱6；在压力水箱内设有液位检测探头7及气压泵8；所述液位检测探头7固设于压力水箱6的侧内壁上，气压泵8设于压力水箱的内底面上；在压力水箱的上表面还设有一根与压力水箱连通的循环水管9；所述循环水管9的自由端延伸至反应器上游端的上方。开关与水管相连，液位检测探头7用于监测压力水箱6内液面的高度，根据水箱内水位进行调节，保证反应器液体的循环流动。所述开关为关联液位检测探头7的继电器开关。
采用上述结构，反应器从上游端到下游端的整体落差小，培养液从上游端到下游端流速缓慢，因此，在收集培养液的压力水箱6内设置气压泵8即可将培养液输送到上游端循环使用，能耗较低；采用培养板5养殖微藻，新鲜藻液附着在培养板的养殖层上，便于收获；形成于培养板表面上的培养液的液面深度为10-15mm，液面较浅，因此在室外养殖时，微藻可以直接与外界进行气体交换，无需设置专门的通气和曝气装置；而且光能利用高；这样，一方面减少养殖成本，另一方面可以使反应器结构更加简单；将反应器整体倾斜设置，有利于培养液的流动。
同现有技术相比较，本发明用于微藻室外养殖的反应器具有如下优点：
(1)藻液培养时受光面积充分，光合利用率高，生长速率快；(2)培养板5表面有循环流动的培养液，能有效维持藻液正常生长温度；(3)培养板5上的液体厚度为10-15mm，使微藻能直接与外界进行气体交换，无需通气和曝气装置；(4)收获方式简单，可以实现连续或半连续培养；(5)整个装置结构简单，能耗低，易于扩大生产。
在以上描述中，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (2)

1.一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器，所述反射器由多个反应器架单元构成，整体呈阶梯状，从上游端至下游端由多个逐级降低的水跌消力单元相连，所述水跌消力单元的上游端向上凸设有溢流堰，相邻水跌消力单元的溢流堰之间形成容置凹槽；其特征在于，所述容置凹槽内设有培养板，培养板为一块平板，其形状与容置凹槽形状相适应；在培养板的表面设有用于养殖微藻的养殖层，所述养殖层采用珊瑚绒材料制成；养殖过程中，培养液从反应器的上端至下端逐级流动，越过溢流堰流入容置凹槽内，在培养板上分形成培养液面，所述培养液面的深度为10-15mm；所述反应器底面朝下游方向倾斜设置，与水平面所成角度为3-5度。
2.如权利要求1所述的一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器，其特征在于，在反应器底端设有导流槽，在反应器的下游端设有与导流槽连通的压力水箱；在压力水箱内设有液位检测探头及气压泵；所述液位检测探头固设于压力水箱的侧内壁上，气压泵设于压力水箱的内底面上；在压力水箱的上表面还设有一根与压力水箱连通的循环水管；所述循环水管的自由端延伸至反应器上游端的上方。
CN201911321411.XA 2019-12-20 2019-12-20 一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器 Pending CN110903947A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911321411.XA CN110903947A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911321411.XA CN110903947A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110903947A true CN110903947A (zh) 2020-03-24

Family

ID=69826725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911321411.XA Pending CN110903947A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110903947A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101550393A (zh) * 2009-05-06 2009-10-07 兆凯生物工程研发中心（深圳）有限公司 用于微藻室外养殖的反应器
US20110159581A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Tongji University Photobioreactor for carbon dioxide mitigation in wastewater treatment
WO2015110031A1 (zh) * 2014-01-26 2015-07-30 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 一种微藻高密度连续培养的方法及其装置
CN104988055A (zh) * 2015-08-06 2015-10-21 哈尔滨工业大学 一种微藻贴壁式培养和液体浸没式培养转换的装置
CN105779272A (zh) * 2014-12-25 2016-07-20 孙旭阳 一种溢流倾斜式新型微藻培养***
CN206204275U (zh) * 2016-11-17 2017-05-31 新奥科技发展有限公司 一种微藻细胞培养装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101550393A (zh) * 2009-05-06 2009-10-07 兆凯生物工程研发中心（深圳）有限公司 用于微藻室外养殖的反应器
US20110159581A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Tongji University Photobioreactor for carbon dioxide mitigation in wastewater treatment
WO2015110031A1 (zh) * 2014-01-26 2015-07-30 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 一种微藻高密度连续培养的方法及其装置
CN105779272A (zh) * 2014-12-25 2016-07-20 孙旭阳 一种溢流倾斜式新型微藻培养***
CN104988055A (zh) * 2015-08-06 2015-10-21 哈尔滨工业大学 一种微藻贴壁式培养和液体浸没式培养转换的装置
CN206204275U (zh) * 2016-11-17 2017-05-31 新奥科技发展有限公司 一种微藻细胞培养装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8642326B1 (en) System for the production and harvesting of algae
KR102043623B1 (ko) 조류 양식용 광생물반응기 및 조류 양식 시스템
AU2012287049B2 (en) System and method for using a pulse flow circulation for algae cultivation
CN101838606A (zh) 污水处理碳减排气升环流微藻自养-异养耦合光生物反应器
CN102660448A (zh) 利用废气废热规模化培养微藻的套管式光生物反应***
CN101519634B (zh) 用于微藻养殖的开放式生物反应器及其养殖方法
CN203904331U (zh) 一种集约化模式下的饵料微藻光生物反应器装置
CN104611221A (zh) 一种封闭跑道池式光生物反应器
CN101748054B (zh) 微藻培养的光生物反应器
CN204918572U (zh) U型跑道池光生物反应器
AU2012384517B2 (en) Microalgae culture system under external conditions
CN106957790A (zh) 一种微藻藻种光生物反应半封闭式培养管道及其使用方法
CN110903947A (zh) 一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器
CN201395593Y (zh) 一种规模化快速养殖微藻的装置
CN104593251B (zh) 一种快速培养微藻的平板式光生物反应器
CN201395597Y (zh) 一种快速养殖微藻的装置
KR101237039B1 (ko) 식물 플랑크톤 배양장치
CN104031822A (zh) 一种仿生型叠层式微藻光合反应器
CN210560453U (zh) 一种自动控制微藻培养营养盐流加装置
CN2333179Y (zh) 养殖池排水装置
CN203872820U (zh) 一种对虾高密度集约化养殖配套设备
CN203569080U (zh) 光生物反应器
CN205347421U (zh) 一种螺旋藻养殖装置
CN204737963U (zh) 用于藻类养殖的通气温控***及藻类养殖***
CN117264732A (zh) 一种微藻养殖***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220119

Address after: 334000 sulfur chemical park office, Xiangtun Industrial Park, Dexing City, Shangrao City, Jiangxi Province

Applicant after: Jiangxi zunchuang Energy Co.,Ltd.

Address before: 518000 Room 201, building A, No. 1, Qian Wan Road, Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone, Shenzhen, Guangdong (Shenzhen Qianhai business secretary Co., Ltd.)

Applicant before: Shenzhen Taili Energy Co.,Ltd.

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200324