CN220520462U - 一种脉冲光生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光生物反应器领域，具体涉及一种一种脉冲光生物反应器。本实用新型提出了一种脉冲光生物反应器，包括培养容器、混合装置、进出料装置、电源及控制器，还包括：聚光定日镜、运动反射镜及驱动电机、扫描腔、导光板阵列、外壳；在聚光定日镜的焦点附近设置运动反射镜及驱动电机，运动反射镜处于扫描腔内，导光板阵列由多个导光板组成，导光板由接受光照的入光口和为培养容器中藻细胞提供照明的出光面构成，多个导光板的入光口排列在扫描腔内，多个导光板的出光面将培养容器分割成多个照明空间，外壳的作用是遮光保温。以实现稀释阳光、增大藻液内部照明面积，将日光转变成脉冲光的户外封闭式光生物反应器。

Description

一种脉冲光生物反应器

技术领域

本实用新型涉及光生物反应器领域，具体涉及一种脉冲光生物反应器。

背景技术

微藻是一类能实现光能自养的单细胞藻类，其因具有光合速率高、生长速度快、环境适应能力强、其生物质种类多用途广泛、附加值高等优点，可用于生产药品、化妆品、保健品等产品，具有良好的经济效益。另外，微藻还可用于高效固定二氧化碳实现生物固碳，处理污水减少环境污染，还具备生产生物燃料的潜力，具备广阔的应用前景。

光生物反应器是用于培养微藻的装置，光生物反应器为微藻的生长提供适宜的光照、温度、pH、营养物质等条件。现阶段，用于微藻培养的光生物反应器主要分为开放式反应器和封闭式反应器两大类。开放式光生物反应器主要指跑道池、圆形池、天然池塘，封闭式反应器包括平板式、管式、柱式等。开放式光生物反应器投入成本低，现阶段应用最广，但具有培养条件不可控、微藻生物质产量低、藻种易受污染、水分蒸发损失大、占地面积大等缺点，只适用于小球藻、盐藻、微拟球藻等少数耐受性较强的藻种的培养，限制了其应用领域。封闭式光生物反应器具有培养条件可控、不受外界污染、微藻产量提高等优点，可用于微藻的高密度纯种培养，理论上适用于所有藻种的培养，但是现有的封闭式反应器普遍存在设备投入资金量大、生产成本高的缺陷，以至于现阶段只用于高附加值的微藻，比如雨生红球藻的培养。

微藻的光自养生长是通过光合作用实现的，因此，光照对于微藻的生长至关重要，一个理想的微藻光生物反应器应能确保所有微藻细胞均能得到充足的光照。然而在实际培养过程中，随着微藻细胞浓度的增加，微藻细胞间的相互遮挡效应愈发显著，存在明显光衰减现象，导致反应器内光强分布不均。面向光源的区域因光强高于藻细胞的光饱和点而产生光抑制，不利于微藻细胞的生长，过高的光强甚至会杀死藻细胞。而远离光源区域内的微藻细胞因得不到充足的光照，而使其生长受限，最终限制反应器的性能。

一百年前，藻类闪光实验发现了光合作用由光反应和暗反应两个阶段组成，同等的光能和光照强度，以脉冲光的方式照明相比连续光照明的光合作用光能利用率能提高4倍。但实验的方法是以转盘遮挡大部分光照的方式获得脉冲光，一直没有能用于实际种养殖生产的将自然光转变成脉冲光照明装置。

直射阳光的光照强度达到10万Lux，而微藻适宜生长光照强度一般在是3000Lux至1万Lux，如果将阳光充分稀释，增大照明面积，也能够实现数十倍的产量提升。

中国专利CN 105368699 A提出了一种利用导光板将人工光源的光照均匀分布到藻液里增大照明面积的技术方案，但是这个方案需要耗电进行照明，光合作用对光能需求高，耗电量大，提高了微藻养殖的成本。中国专利CN 105462816 A 提出了一种利用导光板将太阳光导入露天跑道池的藻液的技术方案，利用免费的自然光，增大了照明面积，成本较低，但也存在开放式光生物反应器的其他缺陷。

因此，需要开发一种能够稀释阳光、增大藻液内部照明面积，将日光转变成脉冲光的户外封闭式光生物反应器。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种稀释阳光、增大藻液内部照明面积，将日光转变成脉冲光的户外封闭式光生物反应器。

为解决以上问题，本实用新型提出了一种脉冲光生物反应器，包括培养容器、混合装置、进出料装置、电源及控制器，还包括：聚光定日镜、运动反射镜及驱动电机、扫描腔、导光板阵列、外壳；在聚光定日镜的焦点附近设置运动反射镜及驱动电机，运动反射镜处于扫描腔内，导光板阵列由多个导光板组成，导光板由接受光照的入光口和为培养容器中藻细胞提供照明的出光面构成，多个导光板的入光口排列在扫描腔内，多个导光板的出光面将培养容器分割成多个照明空间，外壳的作用是遮光保温；工作时，聚光定日镜跟踪太阳，反射汇聚日光到运动反射镜，在电机驱动下旋转或往复运动的运动反射镜反射出扫描光束对多个导光板的入光口进行扫描式照明，每个导光板出光面间歇性发光照亮所在的照明空间，处于照明空间中的藻细胞获得脉冲光照明进行光合作用。

本实用新型的有利效果是，导光板阵列出光面的总面积大于聚光定日镜采光面积，实现了稀释阳光的效果，导光板阵列的出光面将培养容器分割成多个照明空间，实现增大藻液内部照明面积的效果，聚光定日镜和运动反射镜的组合运行实现了将日光转变成脉冲光的效果，外壳和培养容器实现户外封闭式光生物反应器的效果。

本申请人提出申请号2019112097994的专利，提供了一种温室外采光传导入温室内照明培养容器的光生物反应器，存在室内光生物反应器需要额外温室的建设成本、运动反射镜和导光板入光口外露等问题，本实用新型作为进一步改进，增加扫描腔，让运动反射镜和多个导光板入光口处于紧凑且独立的工作空间，更好实现防尘防潮效果，培养容器设置多个照明空间，实现培养容器内分区照明，减少导光镜，让光束在传播中减少至少一次反射损耗，另外在培养容器外增加保温遮光外壳，替代温室建筑，结构更紧凑，外壳覆盖材料面积更小成本更低，外壳遮挡外界的灰尘、杂物、杂菌孢子、原生动物等进入并污染藻液，实现封闭式培养，以达到满足户外使用的封闭式反应器效果。

优选的，培养容器可以是透明材料的管道式光生物反应器，平板式光生物反应器，薄膜袋式光生物反应器、柱式光生物反应器或一体式容器反应器，其中管道反应器，平板反应器，薄膜袋反应器设置于相邻两块导光板出光面之间的照明空间内，由导光板的出光面提供照明。一体式容器可以是池式容器，多个导光板的出光面***一体式容器的藻液内，将一体式容器分割成多个照明空间。

优选的，多个所述照明空间之间的培养容器可以是连通的或独立的。

优选的，多个所述照明空间连通形成藻液循环流动的路径。

优选的，混合装置可以是气泵加曝气管组合，也可以是曝气柱，以实现藻液和二氧化碳气体混合，释放氧气，还可以使藻细胞保持流动不沉降。

优选的，聚光定日镜由聚光反射镜面和驱动支架、立柱及底座组成，驱动支架至少有两个运动自由度，以实现对太阳位置的跟踪，将光束汇聚到固定位置的焦点处。聚光定日镜的镜面为在x方向和y方向有两个曲率的轮胎面反射镜，或自由曲面镜，聚光定日镜设置于培养容器的一侧。

优选的，驱动支架还可以增加一个和俯仰转动轴相垂直并和反射聚光镜面连接的镜面自转轴及对应电机，镜面自转轴驱动镜面绕镜面的法线自转。

优选的，在北半球，聚光定日镜设置于培养容器的北面一侧，在南半球，聚光定日镜设置于培养容器的南面一侧。

优选的，运动反射镜可以是振镜或多面转镜或棱锥状多面转镜。振镜由振镜电机驱动反射镜快速往复式摆动，以实现扫描光束的往复式扫描运动。多面转镜由驱动电机驱动多面转镜旋转，围绕转动轴设置多个反射镜面，聚光定日镜汇聚的日光经过每一面转动的反射镜面就进行一次扫描动作，多面转镜转动一周，扫描光束对同一位置的扫描次数和反射镜面数量相同。棱锥状多面转镜的多个反射镜面在棱锥的顶点相交，聚光定日镜汇聚的日光同时照射到棱锥状多面转镜的多个反射镜面，形成与反射镜面数量相同的放射状分布的多道扫描光束，棱锥状多面转镜转动一周，扫描光束的对同一位置的扫描次数和反射镜面数量相同。运动反射镜的功能是将连续照明转变成脉冲光照明。

优选的，运动反射镜位于扫描腔内，驱动电机和固定支架相连。导光板阵列的多个入光口排列在扫描腔壁或扫描腔内，入光口朝向运动反射镜，多个入光口以直线排列或曲线排列、环绕排列。扫描腔的作用是让运动反射镜和导光板入光口的光学表面保持清洁，扫描腔在聚光定日镜和运动反射镜之间光路上有通光的窗口，窗口不覆盖透明材料时，可以通过在扫描腔内设置保持正压的过滤通风装置，内部气压略大于窗口外部气压，以防止灰尘从窗口进入内部。

优选的，扫描腔在聚光定日镜和运动反射镜之间光路上设置一个覆盖透明材料的窗口，形成窗口透镜，使扫描腔成为封闭式空间，以达到对运动反射镜和导光板阵列的多个入光口的防尘效果。

优选的，所述窗口透镜为平面透镜。

优选的，窗口透镜是透明材料制作的非平面光学透镜，以改变所述聚光定日镜焦点位置的光斑大小或形状。

优选的，窗口透镜的作用是修正汇聚光斑，实现更小的光斑，窗口透镜的光学面为凸透镜、凸柱面镜、凸自由曲面镜或和以上透镜类型等效的菲涅尔透镜。

优选的，窗口透镜的外表面或内外两侧表面可以有增透镀膜，以降低光束传播的损耗，还可以有反射红外线镀膜、反射紫外线镀膜，已实现对微藻培养不利的光谱的阻隔。

优选的，导光板阵列的入光口设置在运动反射镜的下方或侧方。

优选的，导光板阵列的入光口可以设置在出光面的水平方向的一侧，多个出光面从池式容器的侧壁***容器的藻液中，并做好接缝处的防水。多个入光口组成的阵列平行于池式容器的侧壁竖直排列。多面转镜从侧方对多个入光口进行水平方向的扫描式照明。

优选的，扫描腔设置在池式容器的侧壁上，顶盖和扫描腔不相连。

导光板为亚克力等高透光材料制成，表面为平滑面，内部或部分表面分布漫反射的网点，以实现从狭窄的侧方照射进来的强光，经过多次的漫反射和全反射后均匀在出光面发光。导光板的作用是实现稀释高亮度阳光，将阳光转变成适宜微藻生长的弱光，并增大藻液的照明面积。

优选的，导光板的入光口作用是将光束汇聚进入导光板主体，再又出光面发出，入光口可以由反射镜面构成，或者是由透明材料制成内部有全反射面的透镜。

优选的，导光板的入光口为透明材料外壳，内部注入透明液体，以节省透明材料的用量。

优选的，导光板的入光口表面可以有增透镀膜、反射红外线镀膜、反射紫外线镀膜。

优选的，导光板为单面出光面。

优选的，导光板的出光面可以是双面出光面，出光面内部有漫反射网点将高强度光稀释后形成柔和的光从两个出光面发出。

优选的，导光板出光面和藻液之间还应有透明材料的保护板，保护板的表面可以是平滑表面或磨砂表面，以使藻液不直接接触导光板出光面。

优选的，导光板阵列的出光面的总面积≧20倍聚光定日镜的采光面积。

优选的，导光板阵列的出光面的总面积≧25倍聚光定日镜的采光面积。

太阳直射光强度达到10万lux，微藻的适宜生长光照强度在3000lux至1万lux，因此将阳光稀释，就能满足增大10倍至30倍的照明面积的微藻的采光需求，在稀释的光照强度下，叠加脉冲光技术，再考虑到光学***的传输损耗，也能达到20倍以上的照明面积增加。

优选的，多个导光板的出光面平行排列，照明空间为平板型，两个相邻出光面间距≦20cm。

优选的，多个导光板的出光面平行排列，照明空间为平板型，间距≦15cm。

优选的，多个导光板的出光面放射状排列，照明空间的截面为扇形。

优选的，导光板的数量≧10。

优选的，导光板的数量≧15。

优选的，同时被照亮的导光板数量≦25%导光板总数量。

优选的，同时被照亮的导光板数量≦20%导光板总数量。

优选的，外壳表面有反射膜，反射外界的阳光和热辐射，在温差大的环境下，能够保持藻液温度在适宜范围。

优选的，外壳内部有隔热材料制成的隔热层。

现有技术的封闭式光生物反应器，容器需要透光材料制作，在有阳光时，藻液温度随着光照的直射而快速升温，在低温环境下，容器的表面积和容积比太大，温度散射也很快，因此很难兼顾保温隔热的需求。本实用新型的方案，采光通过专门的光学***实现，反应器主体的外壳不需要透光，可以只针对保温隔热的需求进行设计。控温效果更好，成本更低，并且只需要很少面积的保温材料，就能对大量的藻液进行保温。

优选的，还应增加人工光补光灯，在日光不足的条件下对藻液进行补光照明。

优选的额，补光灯可以设置于藻液内部。

优选的，人工光补光灯设置于扫描腔内，直接照射导光板阵列的入光口。

优选的，人工光补光灯发出的光照射到运动反射镜转变成扫描光束照射导光板阵列的入光口。

本实用新型的脉冲光生物反应器，还可以改进成适合培养高等植物的植物工厂，具体的改进是：1.将混合装置替换为适合温室使用的换气装置，2.扩大照明空间两侧导光板出光面的间隔，在照明空间内将培养容器或藻液替换为垂直种植架及配套营养液供应装置,3.取消进出料装置，或替换为植物工厂生产所需物料的输送装置。

附图说明

图1是一种水平导光板阵列的脉冲光生物反应器垂直***图示意图。

图2是一种水平导光板阵列脉冲光生物反应器截面示意图。

图3是一种桶形扫描腔的脉冲光生物反应器主要结构示意图。

图4是一种桶形扫描腔的脉冲光生物反应器主体截面示意图。

实施方式

实施例1：一种水平导光板阵列的脉冲光生物反应器，如图1、图2所示，聚光定日镜设置于反应器主体的一侧。聚光定日镜由底座11、立柱12、驱动支架13、聚光反射镜面14组成。如图1垂直方向***图所示，反应器主体分为上盖、内部照明***和主体容器三大部分，上盖由扫描腔21、窗口22、顶盖23、排气管24组成，内部照明***由多面转镜31及驱动电机32、导光板阵列组成，主体容器由池式容器51、曝气管道52、气泵53、进出料装置54、观察窗55、控制器56组成。

聚光定日镜部分，底座11固定安装于地面或建筑顶部，立柱12顶端设置驱动支架13，驱动支架13连接并固定聚光反射镜面14。驱动支架13至少有俯仰和水平两个转动轴及对应电机及支架组成，还可以增加一个和俯仰转动轴相垂直并和支架连接的镜面自转轴及对应电机，镜面自转轴驱动镜面绕镜面的法线自转。聚光反射镜面14可以是轮胎面反射镜或自由曲面反射镜设计，驱动支架13驱动聚光反射镜面跟踪太阳高度角和方位角的变化而转动，稳定将聚光定日镜汇聚的日光81反射汇聚从窗口22进入反应器主体。

反应器主体部分，多面转镜31设置于扫描腔21内并且位于聚光定日镜的聚光反射镜面14的焦点附近，多面转镜31的中心轴连接驱动电机32转轴，驱动电机32通过支架固定安装于扫描腔21内，由控制器56供电并控制运行，多面转镜31的反射镜面可以是自由曲面或非球面设计，以优化扫描光束82的照射范围。顶盖23的作用是防止露天环境下的雨水和灰尘等污染藻液，并且起到隔热保温的效果，本实施例扫描腔21的外壁和顶盖23一体式设计，顶盖23上设置有排气管24，作用是微藻培养过程中排出经过藻液气体交换的气体。窗口22可以是敞开设计，或覆盖透明材料的窗口透镜以实现对扫描腔21的密封防尘效果。敞开式设计的窗口可以作为排气口的功能，替代排气管24的作用，窗口的排气功能可以形成扫描腔内气压大于外界气压，避免外界灰尘和污染物进入污染多面转镜31和导光板阵列入光口41的光学表面。扫描腔21下方是导光板阵列的多个入光口41组成的入光口阵列。每个导光板由入光口41和出光面42构成，出光面42是亚克力材料等高透明材料制作，在出光面42的内部分布设置多个导光网点，双侧的平面为光滑平面，光线在内部传播时，遇到导光网点会形成漫反射，大于全反射临界角度照射到两侧光滑平面时会形成全反射的内部传播，小于临界角度的光线可以透射出来，因此可以实现两面发光。出光面42***藻液中，多个出光面42将藻液分割成多个平板型照明空间，多个平板型照明空间之间可以是独立的，也可以是连通的，多个连通的照明空间可以形成让藻液循环流动的路径。藻液的培养容器是一体式的池式容器51，池式容器51可以由无需透光的材料制成，作为容器同时有保温隔热作用，减少外界温度对藻液温度的影响。池式容器51侧壁设有进出料管道装置54，侧壁设置有覆盖透明材料的观察窗55，观察窗方便观察藻液内部的情况。池式容器51的底部设置曝气管道52作为混合装置，曝气管道52由气泵53提供压缩气体，也可以连接二氧化碳供应装置，曝气管道52在藻液内部制造大量气泡，保持藻细胞流动同时进行气体交换，增加藻液的二氧化碳含量，释放藻液内的氧气。还有控制器56，负责供电并控制光生物反应器主体和聚光定日镜的工作。导光板阵列还应设置有固定支架和抬升装置，以方便抬升进行清洗维护。

工作时，如图2所示，聚光定日镜汇聚的日光81经过旋转的多面转镜31后形成扫描光束82，对导光板阵列的多个入光口41依次进行水平方向的扫描式照明。多面转镜31反射出的一道扫描光束82同一时间只照亮少于或等于25%总数量的导光板入光口41，多个照明空间按顺序被间歇性照亮。当6个反射镜面的多面转镜31顺时针转动一圈，扫描光束82由右向左扫描6遍，多面转镜31的转速每增加1000转/min，脉冲光的频率相应提高100Hz。导光板的多个入光口41间歇性获得强光照射，强光通过入光口41光学表面的折射或反射汇聚进入导光板出光面42内部，强光在出光面42内部经过多次全反射和漫反射分散后变成柔和均匀的光线从出光面42的两侧表面发出，照亮导光板出光面42之间的多个照明空间，处于照明空间中的藻液的藻细胞获得低于日光光照强度的脉冲光的照明进行光合作用。

本实施例实现的效果：

池式容器51和上盖组成了外壳，实现了封闭式光生物反应器的培养环境。

出光面42的总面积大于20倍的聚光定日镜的聚光反射镜面面积，实现了稀释阳光的效果，导光板阵列的多个出光面***藻液，将藻液分割成多个照明空间，实现了增大藻液内部照明面积的效果。

在转动的多面转镜31对导光板阵列的扫描式照明作用下，多个照明空间按顺序被间歇性照亮，多面转镜31的转动速度越快，间歇性照亮的频率越高，形成脉冲光，实现了将持续照明的日光转变成脉冲光照明的效果。

本实施例的一个变体，导光板阵列的入光口41可以设置在出光面42的水平方向的一侧，多个出光面42从池式容器51的侧壁***容器的藻液中，并做好接缝处的防水。多个入光口42组成的阵列平行于池式容器51的侧壁竖直排列。多面转镜31从池式容器51的侧方对多个入光口42进行水平方向的扫描式照明，扫描腔21也相应的设置在池式容器51的侧壁上，顶盖23和扫描腔21不相连。

本实施例还有一个变体，将多面转镜31和驱动电机32替换成振镜及振镜电机，可以通过振镜的往复式摆动反射出扫描光束82对多个入光口41进行往复式扫描，也可以实现对藻液的脉冲光照明。

实施例2，一种桶形扫描腔的脉冲光生物反应器，如图3、图4所示为主要结构示意图，聚光定日镜设置于反应器主体的一侧。聚光定日镜由底座11、立柱12、驱动支架13、聚光反射镜面14组成。反应器主体的结构至少包括棱锥状多面转镜33及驱动电机32、环状排列的导光板阵列、桶形扫描腔、培养容器和外壳20组成。

聚光定日镜部分和实施例1基本相同，底座11固定安装于地面或建筑顶部，立柱12顶端设置驱动支架13，驱动支架13连接聚光反射镜面14。驱动支架13至少有俯仰和水平两个转动轴及对应电机及支架组成，还可以增加一个和俯仰转动轴相垂直并和支架连接的镜面自转轴及对应电机，镜面自转轴驱动镜面绕镜面的法线自转。聚光反射镜面14可以是轮胎面反射镜或自由曲面镜设计，驱动支架13驱动聚光反射镜面随着太阳高度角和方位角的变化而转动，稳定将阳光反射汇聚到焦点处、桶形扫描腔内的棱锥状多面转镜33的多个反射镜面上。

反应器主体部分，棱锥状多面转镜33由背面的驱动电机32连接转动轴并驱动旋转，环状排列的多个导光板的入光口41以一定距离围绕棱锥状多面转镜33排列形成桶形扫描腔。桶形扫描腔面向聚光定日镜的一侧为窗口，背向窗口一侧的背面为封闭外壳，驱动电机32的支架和背面外壳连接固定，或以衍架结构和固定导光板的支架连接，窗口可以设置透明材料的非平面镜窗口透镜，比如凸透镜、自由曲面透镜，以进一步将聚光定日镜的焦点光斑汇聚或修饰光斑的形状。聚光定日镜的焦点处于棱锥状多面转镜33的顶点附近，棱锥状多面转镜33的多个反射镜面相交于顶点位置，聚光定日镜汇聚的日光照射的范围包括顶点并同时涉及多个反射镜面，棱锥状多面转镜33将聚光定日镜汇聚的日光这一道光束转变成多个放射状排列的扫描光束对多个导光板入光口41以83箭头所示方向同时照射。棱锥状多面转镜33的反射镜面可以是平面、球面，非球面或自由曲面设计以达到收窄扫描光束宽度的效果。多个出光面42呈放射状排列，两个出光面42之间形成扇形照明空间，照明空间内设置有培养容器，比如透明材料的管道反应器50，管道反应器50内有流动的藻液，藻液中的藻细胞从导光板的出光面42获得光照进行光合作用。外部包裹外壳20，外壳20、覆盖除了窗口之外的范围。外壳20为保温隔热材料，表面有反射膜以反射外界热辐射，外壳也可以防止灰尘进入污染导光板出光面和培养容器表面。

工作时，聚光定日镜汇聚的日光照射到棱锥状多面转镜33的5个反射镜面上，如图4所示，5个反射镜面的棱锥状多面转镜33在驱动电机32驱动下逆时针旋转时，5道扫描光束也逆时针转动对多个入光口41进行扫描式照明，同时被照亮的导光板入光口41数量少于或等于导光板入光口41总数的20%。导光板的多个入光口41间歇性获得强光照射，并通过入光口41光学表面的折射或反射汇聚进入导光板出光面42内部，强光在出光面42内部经过多次全反射和漫反射分散后变成柔和均匀的光线从出光面42的两侧表面发出，照亮导光板出光面42之间的多个照明空间，处于照明空间中培养容器内的藻液的藻细胞获得低于日光光照强度的脉冲光的照明进行光合作用。锥状多面转镜33的转速每增加1000转/min，脉冲光的频率相应提高约83Hz。

在图3、4示意图之外，还应设置有支架装置，以固定环形导光板阵列及管道反应器。还应设置控制器控制反应器主体和聚光定日镜的运行。还应设置多个U型弯管接头，连接于多段管道反应器的两端。每两段管道反应器通过U型弯管接头连接成相通的管道反应器。多段管道反应器相连接为一条或多条的循环管路并和包含控制器的控制设备连接，控制设备对藻液的温度，速度，氧气含量等参数进行监控并驱动藻液流动，循环管路间隔一定长度和曝气柱等混合装置连接以实现对管道反应器内藻液的气体交换，驱动管道反应器50内的藻液循环流动的装置是和管道反应器连接的水泵。还应设置进出料装置等其他现有技术的光生物反应器所配备的装置。

本实施例实现的效果：

管道式反应器50实现了封闭式光生物反应器的培养环境。

出光面42的总面积大于20倍的聚光定日镜的聚光反射镜面面积，实现了稀释阳光的效果。

设置于多个照明空间内的管道反应器50实现了增大藻液内部照明面积的效果。

转动的棱锥状多面转镜33对环形排列的导光板阵列进行扫描式照明，多个照明空间按顺序被间歇性照亮，棱锥状多面转镜33的转动速度越快，间歇性照亮的频率越高，形成脉冲光，实现了将持续照明的日光转变成脉冲光照明的效果。

本实施例的一个变体，导光板的多个出光面42可以弯曲排列，以更贴近管道反应器50形成更紧凑的结构或更光照均匀的结构。培养容器还可以选择薄膜袋反应器等其他类型的光生物反应器容器。

Claims (8)

1.一种脉冲光生物反应器，包括培养容器、混合装置、进出料装置、电源及控制器，其特征在于，还包括：聚光定日镜、运动反射镜及驱动电机、扫描腔、导光板阵列、外壳；在聚光定日镜的焦点附近设置运动反射镜及驱动电机，运动反射镜处于扫描腔内，导光板阵列由多个导光板组成，导光板由接受光照的入光口和为培养容器中藻细胞提供照明的出光面构成，多个导光板的入光口排列在扫描腔内，多个导光板的出光面将培养容器分割成多个照明空间，外壳的作用是遮光保温。

2.根据权利要求1所述一种脉冲光生物反应器，其特征在于：所述培养容器是一体式容器，多个所述导光板的出光面***一体式容器形成多个所述照明空间，多个所述照明空间之间可以是连通的或独立的。

3.根据权利要求1所述一种脉冲光生物反应器，其特征在于：所述培养容器是设置于所述照明空间内的封闭式光生物反应器，由所述出光面提供照明，多个所述照明空间内的封闭式光生物反应器可以是连通的或独立的。

4.根据权利要求1至3之一所述一种脉冲光生物反应器，其特征在于：所述导光板总数量≧10。

5.根据权利要求1至3之一所述一种脉冲光生物反应器，其特征在于：所述出光面的总面积大于20倍所述聚光定日镜的采光面积。

6.根据权利要求1至3之一所述一种脉冲光生物反应器，其特征在于：两个相邻所述出光面间隔≦20cm。

7.根据权利要求4所述一种脉冲光生物反应器，其特征在于：所述出光面的总面积大于20倍所述聚光定日镜的采光面积。

8.根据权利要求4所述一种脉冲光生物反应器，其特征在于：两个相邻所述出光面间隔≦20cm。