CN203999589U - 一种内置光微藻培育反应器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种内置光微藻培育反应器，设有光反应器罐体，光反应器罐体的外形为直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1：2.5，在圆柱形筒体上设有进料口、出料口、中央人孔、观察孔、出气口、传感器接口和取样孔，所述进料口和出气口分别设置在圆柱形筒体的上部侧面，观察孔在圆柱形筒体上呈竖向排列，传感器接口设置在圆柱形筒体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器。本实用新型全封闭，能自由控制光照、温度、PH、溶氧、营养盐等参数，设有内置光源，可以集中利用光源，搅拌机构先进，结构简单，造价较低。

Description

一种内置光微藻培育反应器
技术领域
本实用新型属于水产养殖技术领域，具体涉及一种内置光微藻培育反应器。
背景技术
生物反应器是生物工程技术的重要工具，往往一种反应器的发明可推动一个产业的发展。微藻产业是目前快速发展的新兴产业，各种不同的微藻可以提供新型优质蛋白产品、保健产品、医药产品和能源产品等，但目前微藻规模化培养主要是在敞开式的跑道池进行，其缺点很多：跑道池难以避免细菌、真菌，其他速成杂藻和原生动物的污染和捕食，严重影响质量；由于季节气候和昼夜等自然条件的变化对产量的影响；跑道池要占用大量的土地，且易受周围环境的影响。大规模的跑道水池培育，由于光照、温度等不恒定，管理十分困难。上述四项，成为微藻进一步扩大产能和产业生产的制约因素，因此一种应用于产业化大容量封闭式的光生物反应器成为规模化生产的必备条件之一。目前国内外全封闭光生物反应器主要有立柱式、平板式和管式等类型，均为中小型，外置控制光源难以光照控制、温度难以达到产业化的要求。
发明内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提出了一种内置光微藻培育反应器，所述反应器全封闭，避免上述种种因素的影响，光照、温度、PH、溶氧、营养盐等可以自由控制，可完全避免细菌、杂菌、原生物的污染。内置光源，可以集中的利用光源，使光源全部利用，避免光源扩散或光污染的缺陷。气雾式柔性搅拌，而不用机械螺旋浆搅拌器，可以充气与搅拌合二为一，同时光源可自由设定，不受搅拌器的影响。与通用型生物反应器比较，结构简单，造价较低。通用性强，在必要时也可作为通用型生物反应器使用。
本实用新型的技术方案为： 一种内置光微藻培育反应器，设有光反应器罐体，光反应器罐体的外形为直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1：2.5，在圆柱形筒体上设有进料口、出料口、中央人孔、观察孔、出气口、传感器接口和取样孔，所述进料口和出气口分别设置在圆柱形筒体的上部侧面，观察孔在圆柱形筒体上呈竖向排列，传感器接口设置在圆柱形筒体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器，传感器接口与传感器相连接，传感器包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器通过信号线与气雾搅拌结构相连接，出料口设置在圆柱形筒体的底部位置，在圆柱形筒体内部设有光柱支架和气雾搅拌结构，所述光柱支架水平设置在圆柱形筒体的中部位置，气雾搅拌结构水平设置在圆柱形筒体的底部，在圆柱形筒体的上方设有上封头，在上封头的上方设有上盖；所述光柱支架包括十字支架和环形支架，环形支架呈圆形，在环形支架的圆周上设有等间距排列的光柱穿入孔，所述十字支架和环形支架焊接在一个平面上，在所述上封头上设有环形盖板和所述十字支架，在环形盖板的外圆周上设有所述的光柱穿入孔，环形盖板的中心为所述中央人孔，环形盖板和所述十字支架焊接在一个平面上，在所述光柱穿入孔内穿有光柱，所述光柱的顶端通过灯柱导线与一个电源导线相连接，所述电源导线与一个光伏控制器相连接，所述光伏控制器设置在所述中央人孔内，气雾搅拌结构包括微孔喷雾器、固定架和接管，所述微孔喷雾器环绕在所述固定架上，所述接管与微孔喷雾器的初始端相连接，在圆柱形筒体的圆周上缠绕有蛇形加热盘管，所述蛇形加热盘管与气雾搅拌结构相连通。
所述固定架的中心设有一个固定环，在固定环的圆周上等间距焊接若干散射支架，所述散射支架以固定环的圆心为中心向外散射，所述散射支架与固定环在一个平面上。
所述光柱包括玻璃管、灯带导线和灯带，所述灯带设置在玻璃管内部，所述灯带导线与灯带相连接，所述灯带由LED竖直串联排列在一起组成。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型全封闭，多数参数如，光照、温度、PH、溶氧、营养盐等可以自由控制，可完全避免细菌、杂菌、原生物的污染。内置光源，可以集中的利用光源，避免光源扩散或光污染的缺陷。气雾式柔性搅拌，而不用机械螺旋浆搅拌器，可以充气与搅拌合二为一，同时光源可自由设定，不受搅拌器的影响。与通用型生物反应器比较，结构简单，造价较低。
附图说明 ：
图1是本实用新型的外部结构示意图；
图2是本实用新型的光柱结构示意图；
图3是本实用新型的气雾搅拌结构示意图；
图4是本实用新型的内部结构示意图；
图5是本实用新型的上封头结构示意图；
图6是本实用新型的光柱支架结构示意图。
图中，1、光反应器罐体；2、观察孔；3、上封头；4、上盖；5、进料口；6、传感器接口；7、出气口；8、出料口；9、灯带导线；10、玻璃管封口；11、玻璃管；12、LED；13、灯带；14、微孔喷雾器；15、固定架；16、接管；17、电源导线；18、光伏控制器；19、灯柱导线；20、光柱支架；21、蛇形加热盘管；22、气雾搅拌结构；23、环形盖板；24、中央人孔；25、光柱穿入孔；26、十字支架；27、环形支架；28、光柱。
具体实施方式：
参见图1至图6所示，本实用新型设有光反应器罐体1，光反应器罐体1的外形为直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1：2.5，在圆柱形筒体上设有进料口5、出料口8、中央人孔、观察孔2、出气口7、传感器接口和取样孔，所述进料口5和出气口7分别设置在圆柱形筒体的上部侧面，多个观察孔2在圆柱形筒体上呈竖向排列，传感器接口6设置在圆柱形筒体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器，传感器接口6与传感器相连接，传感器包括若干压力传感器和若干温度传感器，所述压力传感器和温度传感器通过信号线与气雾搅拌结构22相连接，出料口8设置在圆柱形筒体的底部位置，在圆柱形筒体内部还设有光柱支架20和气雾搅拌结构22，所述光柱支架20水平设置在圆柱形筒体的中部位置，气雾搅拌结构22水平设置在圆柱形筒体的底部，在圆柱形筒体的上方设有上封头3，在上封头3的上方设有上盖4；所述光柱支架20包括十字支架26和环形支架27，环形支架27呈圆形，在环形支架27的圆周上设有等间距排列的光柱穿入孔25，所述十字支架26和环形支架27焊接在一个平面上，在所述上封头3上设有环形盖板23和所述十字支架26，在环形盖板23的外圆周上设有所述的光柱穿入孔25，环形盖板23的中心为所述中央人孔24，环形盖板23和所述十字支架26焊接在一个平面上，在所述光柱穿入孔25内穿有光柱28，所述光柱28的顶端通过灯柱导线19与一个电源导线17相连接，所述电源导线17与一个光伏控制器18相连接，所述光伏控制器18设置在所述中央人孔24内，气雾搅拌结构22包括微孔喷雾器14、固定架15和接管16，所述微孔喷雾器14环绕在所述固定架15上，所述接管16与微孔喷雾器14的初始端相连接，在圆柱形筒体的圆周上缠绕有蛇形加热盘管21，所述蛇形加热盘管21与气雾搅拌结构22相连通，气雾搅拌结构22可控制蛇形加热盘管21的加热，也可使得自身进行搅拌。
所述固定架15的中心设有一个固定环，在固定环的圆周上等间距焊接若干散射支架，所述散射支架以固定环的圆心为中心向外散射，所述散射支架与固定环在一个平面上。
所述光柱28包括玻璃管11、灯带导线9和灯带13，所述灯带13设置在玻璃管11内部，所述灯带导线9与灯带13相连接，所述灯带13由LED12竖直串联排列在一起组成，玻璃管封口10设置在玻璃管11的顶部。本实用新型可工作在消毒接种和微藻培育阶段两个模式，工作原理为：
1、本实用新型用于消毒接种
1） 光反应器罐体1消毒后，从进料口5泵入培养微藻用常规的过滤水，至定容后，从进料口5加入化学消毒剂 ；
2）开启气雾搅拌结构22搅拌5分钟，使化学消毒剂充分搅拌均匀后，关机并关闭全部与光反应器罐体1的外部相连接的罐口，静止12小时；
3）从进料口5加入余毒清除剂，开启出气口7和气雾搅拌结构22，强烈曝气10分钟，使余毒物质彻底清除或中和失效后，从进料口5加入经过高温消毒的培养剂，搅拌均匀，同时开启气雾搅拌结构22内的控温***，使培养剂温度调节至预设的温度。
4）从进料口5接入藻种后，关闭进料口5；
5）开启气雾搅拌结构22和出气口7，调节至微雾进气量与出气达到平衡，压力传感器使罐内气压稍高于外界气压；
6 ）开启光伏控制器18的光源，使光照强度调节至预设的强度，进入微藻培育阶段。
2、本实用新型用于微藻培育阶段， 微藻培育周期较长，培育阶段对各项参数进入调节。
1）温度调节：由于昼夜温差，天气变化，可用温度调节***调节；
2）由于微藻的生长繁殖，藻体增加，基于藻体的遮光作用，可以微调增加光照强度；
3）培养过程中由于光合作用导致二氧化碳的消耗，可从气雾搅拌结构中增加二氧化碳；
4）PH的变化可以用酸碱罐调节；
5）营养物的消耗可以由光反应器罐体1加营养剂；
6）总之可以调节至微藻培育的最适培养条件，当雨生红球藻培育时，在营养细胞对数生长期早期，加强光照，增加温度和补料时调节培养剂配方，为雨生红球藻增加虾青素的积累；
7）当藻体生长至预设生物量或活性物质达到预设的量时，打开出料口5出料，培育过程结束。

Claims (3)

1.一种内置光微藻培育反应器，其特征是：设有光反应器罐体，光反应器罐体的外形为直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1：2.5，在圆柱形筒体上设有进料口、出料口、中央人孔、观察孔、出气口、传感器接口和取样孔，所述进料口和出气口分别设置在圆柱形筒体的上部侧面，观察孔在圆柱形筒体上呈竖向排列，传感器接口设置在圆柱形筒体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器，传感器接口与传感器相连接，传感器包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器通过信号线与气雾搅拌结构相连接，出料口设置在圆柱形筒体的底部位置，在圆柱形筒体内部设有光柱支架和气雾搅拌结构，所述光柱支架水平设置在圆柱形筒体的中部位置，气雾搅拌结构水平设置在圆柱形筒体的底部，在圆柱形筒体的上方设有上封头，在上封头的上方设有上盖；所述光柱支架包括十字支架和环形支架，环形支架呈圆形，在环形支架的圆周上设有等间距排列的光柱穿入孔，所述十字支架和环形支架焊接在一个平面上，在所述上封头上设有环形盖板和所述十字支架，在环形盖板的外圆周上设有所述的光柱穿入孔，环形盖板的中心为所述中央人孔，环形盖板和所述十字支架焊接在一个平面上，在所述光柱穿入孔内穿有光柱，所述光柱的顶端通过灯柱导线与一个电源导线相连接，所述电源导线与一个光伏控制器相连接，所述光伏控制器设置在所述中央人孔内，气雾搅拌结构包括微孔喷雾器、固定架和接管，所述微孔喷雾器环绕在所述固定架上，所述接管与微孔喷雾器的初始端相连接，在圆柱形筒体的圆周上缠绕有蛇形加热盘管，所述蛇形加热盘管与气雾搅拌结构相连通。
2. 根据权利要求1所述的内置光微藻培育反应器，其特征是：所述固定架的中心设有一个固定环，在固定环的圆周上等间距焊接若干散射支架，所述散射支架以固定环的圆心为中心向外散射，所述散射支架与固定环在一个平面上。
3. 根据权利要求1所述的内置光微藻培育反应器，其特征是：所述光柱包括玻璃管、灯带导线和灯带，所述灯带设置在玻璃管内部，所述灯带导线与灯带相连接，所述灯带由LED竖直串联排列在一起组成。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107189930A (zh) * 2017-06-07 2017-09-22 李盈贤 室内微藻培养***及其培养方法
CN107904144A (zh) * 2017-12-06 2018-04-13 山西农业大学 微藻柱式反应器曝气扰流装置
CN109370899A (zh) * 2018-12-17 2019-02-22 山东理工大学 一种自动化微藻复合光高效培养装置

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