CN107641594A - 一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器 - Google Patents

一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN107641594A
CN107641594A CN201711204380.0A CN201711204380A CN107641594A CN 107641594 A CN107641594 A CN 107641594A CN 201711204380 A CN201711204380 A CN 201711204380A CN 107641594 A CN107641594 A CN 107641594A
Authority
CN
China
Prior art keywords
training device
transfer
stores
pipe
bend pipe
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.)
Granted
Application number
CN201711204380.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107641594B (zh
Inventor
王卫
周丰
易思富
阳武熊
唐道方
候丽华
彭锦桃
郭小玲
杨胜辉
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.)
CHANGDE YANDI BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
CHANGDE YANDI BIOLOGICAL TECHNOLOGY 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 CHANGDE YANDI BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical CHANGDE YANDI BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201711204380.0A priority Critical patent/CN107641594B/zh
Publication of CN107641594A publication Critical patent/CN107641594A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107641594B publication Critical patent/CN107641594B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,透明弯管的两端分别与中转蓄培器A和中转蓄培器B相连通;中转蓄培器A与中转蓄培器B中均设置有进气管和灭菌器,中转蓄培器A中的进气管上端设有增压气泵A和气体过滤器A,中转蓄培器B中的进气管上端设有增压气泵B和气体过滤器B;中转蓄培器A与中转蓄培器B的外底部均设有弹力伸缩架,中转蓄培器B底端的弹力伸缩架的底部设置有一个垫高台,所述透明弯管上面开设有清洗孔。本发明构建一种高效节能、对微藻球径无选择性的、便洗式、开放的管道光生物反应器,从根本上解决了现有管道式封闭培养的清洗难的关键技术问题,实现管道培养微藻技术的重大革命性突破。

Description

一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器
技术领域
本发明涉及微藻培养技术领域,具体为一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器。
背景技术
微藻是一类在陆地、海洋分布广泛,营养丰富、光合利用度高的自养植物,细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等,使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。
微藻规模化培养主要有开放式培养和封闭式培养两种方式。开放式培养主要代表有跑道池、圆柱体培养池,该方式主要存在的缺陷是光能利用率低、空间利用率低、易受杂藻污染、受外界的影响较大,水分蒸发大。封闭式主要代表有封闭的透明管道式培养,但封闭管道存在清洗困难,机械泵作为驱动藻体在管内流动的动能,从而对所培藻体的个体大小有较强的选择性,不适合聚群球径大的微藻的培养,与外界的气体交流较少,容易产生溶氧量高,二氧化碳不足。
现有的管道式培养技术,存在诸多弊端,藻体直接随培养液一起通过机械泵,叶轮对藻体的伤害较大,在微藻中蛋白核小球藻球径在3-8微米,而葛仙米、地木耳的的聚群藻体的球径可达5-20mm,球径较大,现有技术中所采用的水泵驱动,葛仙米、地木耳可被水泵的叶轮损伤破损。因此现有技术的封闭管道培养,不能用来培养藻体球径较大的微藻。
管道清洗难的问题是制约封闭式管道推广的瓶颈技术,因此找到一种方便快捷的清洗方法、减少附壁藻体的光阻,是推广管道培养技术的关键技术之一。但现有技术中,专利号CN 102000679 A提供一种磁性球清洗内壁的处理方法,但是成本高。因此探索一种成本更低、更方便的清洗方法,是微藻管道培养技术所需要的。
培养微藻有利于环境,但是培养微藻付出的能耗大,是得不偿失。现有管道式封闭培养模式,培养液靠水泵持续工作来驱动的单向流动,能耗较大,因此找到一种能耗更低的驱动方式,可以较大程度地降低管道培养能耗成本,使培养微藻更有利于节能环保。
现有管道培养技术中,主要是封闭培养,管内外的气体交换较少。微藻生长繁育过程中所伴随的新陈代谢,生老病死,会产生许多代谢有利因素,同时也会产生一些有害的因素,后者对于一些受代谢毒害影响较大的微藻而言,是不利的,因此进行管内气体的交换尤为重要。
综上所述,现有封闭管道技术还存在一些待解决的技术弊端,包括清洗及管内贴壁处理方法复杂,成本较高,现有技术采用水泵驱动,微藻经过水泵叶轮而遭到机械损伤,因此对培养藻体的直径范围较窄;管内与空气的气体交流较少,容易对微藻造成代谢毒害;开放式培养微藻时,水源蒸发量大,费水,容易污染原生动物和杂藻,收集藻体较为困难,同时培养目标微藻与杂藻、原生动物的分离较难;现有技术水泵驱动是持续工作,能耗较大。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,构建一种高效节能、对微藻球径无选择性的、便洗式、开放的管道光生物反应器,实现管道培养微藻技术的重大革命性突破。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,包括透明弯管、铺管板、承重支架、中转蓄培器A、中转蓄培器B、进气管、灭菌器、增压气泵A、气体过滤器A、增压气泵B、气体过滤器B、弹力伸缩架、垫高台、流速控制阀,所述透明弯管放置在铺管板上,铺管板固定在承重支架上,透明弯管的一头与中转蓄培器A相连通,另一头与中转蓄培器B相连通;中转蓄培器A与中转蓄培器B中有培养液,中转蓄培器A与中转蓄培器B中均设置有进气管和灭菌器,中转蓄培器A与中转蓄培器B的底部均设有排水管及阀门,中转蓄培器A中的进气管上端设有增压气泵A和气体过滤器A,中转蓄培器B中的进气管上端设有增压气泵B和气体过滤器B;中转蓄培器A与中转蓄培器B的外底部均设有弹力伸缩架,弹力伸缩架由托板及其底部的弹簧组成;中转蓄培器B底端的弹力伸缩架的底部设置有一个垫高台;所述透明弯管的两端均设有流速控制阀,所述透明弯管上面开设有清洗孔。
优选的,所述透明弯管上面每相隔0.8-2m的距离设置一个清洗孔。
优选的,所述灭菌器为紫外灯或加热管。
有益效果:
本发明提供了一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,具备以下有益效果:
(1)在透明弯管上每隔0.8-2m处,便有一个可自由打开和封闭的管道清洗孔,便于对培养管道内壁进行清洗,从而根本上解决了现有管道式封闭培养的清洗难的关键技术问题。
(2)本发明设置的增压气泵和气体过滤器,有效地促进反应器内与空气进行气体交换,藻类光合作用产生的氧气及时排出,缓解反应器内溶氧量、代谢毒害作用。
(3)本发明通过间歇式的气压驱动的双向流动,气泵无需持续运行,从而可大大地降低能耗,同时气泵可间歇地向反应器中补充二氧化碳,供给藻类的光合作用所用。
(4)透明弯管在多层培养架上形成若干弯曲,极大地增大了培养体积,同时提高空间利用率,更有利于微藻几十吨以上的规模培养,且在培养完成后,收集藻体特别方便。
(5)在中转蓄培器外底部设计的弹力伸缩架,在培养藻体流动过程中,能够形成有利于流动的势能,增快流速,可进一步节省能耗。
附图说明
图1为本发明平面结构示意图;
图2为本发明中透明弯管的结构示意图;
图3为本发明的透明弯管的空间排列布局示意图;
图中:1透明弯管、2铺管板、3承重支架、4中转蓄培器A、5中转蓄培器B、6进气管、7灭菌器、8增压气泵A、9气体过滤器A、10增压气泵B、11气体过滤器B、12弹力伸缩架、1201托板、1202弹簧、13垫高台、14流速控制阀、15清洗孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,包括透明弯管1、铺管板2、承重支架3、中转蓄培器A4、中转蓄培器B5、进气管6、灭菌器7、增压气泵A8、气体过滤器A9、增压气泵B10、气体过滤器B11、弹力伸缩架12、垫高台13、流速控制阀14,所述透明弯管1放置在铺管板2上,铺管板2固定在承重支架3上,透明弯管1的一头与中转蓄培器A4相连通,另一头与中转蓄培器B5相连通;中转蓄培器A4与中转蓄培器B5中有培养液,中转蓄培器A4与中转蓄培器B5中均设置有进气管6和灭菌器7,中转蓄培器A4与中转蓄培器B5的底部均设有排水管及阀门,中转蓄培器A4中的进气管上端设有增压气泵A8和气体过滤器A9,中转蓄培器B5中的进气管上端设有增压气泵B10和气体过滤器B11;中转蓄培器A4与中转蓄培器B5的外底部均设有弹力伸缩架12,所述弹力伸缩架12由托板1201及其底部的弹簧1202组成;中转蓄培器B5底端的弹力伸缩架12的底部设置有一个垫高台13;所述透明弯管1的两端均设有流速控制阀14,所述透明弯管1上面每相隔0.8-2m的距离设置一个清洗孔15, 所述灭菌器7为紫外灯或加热管。
使用时,按照一灭两驱,一调一洗的步骤操作本发明所述的光生物反应器。具体地,一灭所指在培养前,先启动安装在两个中转蓄培器内的灭菌器7,对整个装置和培养液进行消毒,并接入要培养的目标藻种。两驱所指气压驱动正向流动和势能驱动的反向虹吸,其过程主要是首先启动增加气泵A8,向封闭的中转蓄培器A4中通气加压,气压将中转蓄培器A4内的藻体及培养液从连通中转蓄培器A4内的透明弯管1的端口处压入透明弯管1中,并延透明弯管1流向中转蓄培器B5内蓄存,直至达中转蓄培器B5的最大储蓄量。此时增压气泵A8停止运行,增压气泵B10启动,向中转蓄培器B5中通入含二氧化碳的空气进行气升搅拌。由于中转蓄培器B5置于垫高台13上,处在高位,中转蓄培器A4处在低位,势能驱动中转蓄培器B5中的培养液及藻体通过虹吸沿透明弯管1反向流回中转蓄培器A4中,直至达中转蓄培器A4的最大储存量,此时增压气泵A8再次启动,整个过程不断循环,促使培养藻体和培养液在透明弯管1中来回双向流动,藻体在流动中受光而生长繁殖。一调所指在中转蓄培器A4和中转蓄培器B5外底部巧妙地设计有弹力伸缩架12,随中转蓄培器A4和中转蓄培器B5内的重量发生反复变化而使弹簧反复地伸缩,最终形成有利于流动的势能。从中转蓄培器A4流向中转蓄培器B5时,中转蓄培器B5变重,其底部弹簧收缩,而中转蓄培器A4变轻,其底部弹簧拉伸,两个中转蓄培器间的势能逐渐减小而增快流动速度。反之从中转蓄培器B5流向中转蓄培器A4时,中转蓄培器B5变轻,中转蓄培器A4变重,两中转蓄培器间的势能逐渐增大,更有利于驱动虹吸。一洗所指在培养中或培养结束时,打开透明弯管1上面的清洗孔15,方便对透明弯管1内壁进行清理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,包括透明弯管(1)、铺管板(2)、承重支架(3)、中转蓄培器A(4)、中转蓄培器B(5)、进气管(6)、灭菌器(7)、增压气泵A(8)、气体过滤器A(9)、增压气泵B(10)、气体过滤器B(11)、弹力伸缩架(12)、垫高台(13)、流速控制阀(14),其特征在于:所述透明弯管(1)放置在铺管板(2)上,铺管板(2)固定在承重支架(3)上,透明弯管(1)的一头与中转蓄培器A(4)相连通,另一头与中转蓄培器B(5)相连通;中转蓄培器A(4)与中转蓄培器B(5)中有培养液,中转蓄培器A(4)与中转蓄培器B(5)中均设置有进气管(6)和灭菌器(7),中转蓄培器A(4)与中转蓄培器B(5)的底部均设有排水管及阀门,中转蓄培器A(4)中的进气管上端设有增压气泵A(8)和气体过滤器A(9),中转蓄培器B(5)中的进气管上端设有增压气泵B(10)和气体过滤器B(11);中转蓄培器A(4)与中转蓄培器B(5)的外底部均设有弹力伸缩架(12),弹力伸缩架(12)由托板(1201)及其底部的弹簧(1202)组成;中转蓄培器B(5)底端的弹力伸缩架(12)的底部设置有一个垫高台(13);所述透明弯管(1)的两端均设有流速控制阀(14),所述透明弯管(1)上面开设有清洗孔(15)。
2.根据权利要求1所述的一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,其特征在于:所述透明弯管(1)上面每相隔0.8-2m的距离设置一个清洗孔(15)。
3.根据权利要求1所述的一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器,其特征在于:所述灭菌器(7)为紫外灯或加热管。
CN201711204380.0A 2017-11-27 2017-11-27 一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器 Expired - Fee Related CN107641594B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711204380.0A CN107641594B (zh) 2017-11-27 2017-11-27 一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711204380.0A CN107641594B (zh) 2017-11-27 2017-11-27 一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107641594A true CN107641594A (zh) 2018-01-30
CN107641594B CN107641594B (zh) 2020-12-29

Family

ID=61125288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711204380.0A Expired - Fee Related CN107641594B (zh) 2017-11-27 2017-11-27 一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107641594B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI661764B (zh) * 2018-06-12 2019-06-11 彭道行 分散式藻類回收裝置
CN112960849A (zh) * 2021-01-29 2021-06-15 袁邦皓 一种蓝藻绿藻污染水体净化处理方法及其设备
CN116948797A (zh) * 2023-08-03 2023-10-27 山东民和生物科技股份有限公司 一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1966660A (zh) * 2006-11-20 2007-05-23 宁波大学 大规模培养雨生红球藻和转化虾青素的装置及其方法
WO2012059949A1 (en) * 2010-11-04 2012-05-10 Mafa Ambiente Srl Method and plant for the cultivation of photosynthetic micro- organisms.
CN103255047A (zh) * 2012-02-16 2013-08-21 远东生物科技股份有限公司 连续式多层式立体微藻培养系统及方法
CN103436431A (zh) * 2013-08-12 2013-12-11 福建师范大学 一种封闭式光生物反应器藻细胞无损输送系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1966660A (zh) * 2006-11-20 2007-05-23 宁波大学 大规模培养雨生红球藻和转化虾青素的装置及其方法
WO2012059949A1 (en) * 2010-11-04 2012-05-10 Mafa Ambiente Srl Method and plant for the cultivation of photosynthetic micro- organisms.
CN103255047A (zh) * 2012-02-16 2013-08-21 远东生物科技股份有限公司 连续式多层式立体微藻培养系统及方法
CN103436431A (zh) * 2013-08-12 2013-12-11 福建师范大学 一种封闭式光生物反应器藻细胞无损输送系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI661764B (zh) * 2018-06-12 2019-06-11 彭道行 分散式藻類回收裝置
CN112960849A (zh) * 2021-01-29 2021-06-15 袁邦皓 一种蓝藻绿藻污染水体净化处理方法及其设备
CN116948797A (zh) * 2023-08-03 2023-10-27 山东民和生物科技股份有限公司 一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107641594B (zh) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5648046B2 (ja) 微生物を培養するための光合成リアクター及び微生物の培養方法
CN102134553A (zh) 管式光生物反应器、培养微藻细胞的系统和方法
CN107641594A (zh) 一种用于微藻培养的压差式开放管道生物反应器
Muller-Feuga et al. Comparison of artificial light photobioreactors and other production systems using Porphyridium cruentum
CN101519634B (zh) 用于微藻养殖的开放式生物反应器及其养殖方法
CN107189930A (zh) 室内微藻培养系统及其培养方法
CN101748054B (zh) 微藻培养的光生物反应器
CN102000679B (zh) 管道光生物反应器管内壁的清理方法
CN2234443Y (zh) 螺旋藻光合反应器
CN201729830U (zh) 饵料微藻的封闭式管道培养装置
CN102296025B (zh) 一种实现藻液内外循环的光生物反应器
CN102373151B (zh) 光生物反应器和光生物培养系统
CN102373150B (zh) 光生物反应器和光生物培养系统
CN202881248U (zh) 一种用于微藻大规模培养的模拟装置
CN202925000U (zh) 一种分体式微藻养殖装置
CN106635768B (zh) 生物微藻光合反应器及其使用方法
CN205035361U (zh) 一种微藻培养的光生物反应器
CN1272429C (zh) 一种光生物反应器系统及用该反应器系统培养微藻的方法
CN107487864A (zh) 一种驯化系统的罐体
CN209481660U (zh) 一种微藻固碳成矿联产一体化装置
CN102168010A (zh) 一种培养微生物的光生物反应器
CN202680164U (zh) 新型海水螺旋藻工厂化养殖装置
CN102268375B (zh) 单胞藻培养的藻液连续收集方法和系统
CN204599014U (zh) 一种用于鲍鱼的培养装置
CN1208451C (zh) 一种封闭管道式光合反应器

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201229