CN108034574A - 深水式微藻培养系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深水式微藻培养系统，包括：培养池及设置在培养池中的营养质分散装置和二氧化碳分散装置，还包括光导均布系统，光导分散体统包括光源端和连接光源端的光纤组；光纤组一端集束形成由所有光纤端面组成的入光面，光纤组另一端设置培养池的水中，位于培养池中的光纤之间相互间隔设置，每根位于培养池水中的光纤表面均设置有凹凸的纹路或点结构。通过将光纤按照均布的方式悬垂在培养池中，保证光线可以均匀的分布在培养池的任意深度，保证培养池内任意位置的微藻均可以得到足够的光照，这样便解决了保证深水培养微藻时光照充足均匀的问题。另外营养质分散装置和二氧化碳分散装置均使用若干个喷头来实现微藻生长过程中物质的摄取。

Description

深水式微藻培养系统
技术领域
本发明涉及一种微藻高效培养技术，尤其涉及一种深水式微藻培养系统。
背景技术
微藻（microalgae）一般是指那些在显微镜下才能辨别形态的微小藻类。微藻细胞微小，形态多样，适应强，分布广泛。根据微藻生物环境可分为水生微藻、陆生微藻和气生微藻3种生态类群。水生微藻又有淡水生和海水声之分，根据分布又可分为浮游微藻和底栖微藻。与其他生物相比，微藻具有如下特点：1、利用太阳能和CO2通过光合作用生产有机物，生长迅速，效率高，低能耗；2、微藻提取有效成分不需要复杂的前处理；3、种类多、许多微藻可产生有生物活性的化合物。本发明涉及到的微藻为水生微藻，在大规模培养微藻特别是微藻生产工业化的当下，使用玻璃管的方式生产规模受到了极大的制约，同时玻璃管的方式成本高，生产量受到玻璃管容量的限制，另外大容量的池内培养方式受到光照的影响，特别是池底部分的微藻由于光照条件有限，很难获得足够的光照，现有技术中的光即使从池底照射，由于微藻均布在水中，光容易被微藻遮挡，难以长距离照射，池中光线分布难以均匀。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种深水式微藻培养系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种深水式微藻培养系统，包括：培养池以及设置在培养池中的营养质分散装置和二氧化碳分散装置，还包括光导均布系统，所述光导分散体统包括光源端和连接光源端的光纤组；所述光纤组一端集束形成由所有光纤端面组成的入光面，所述光纤组另一端设置培养池的水中，位于培养池中的光纤之间相互间隔设置，每根位于培养池水中的光纤表面均设置有凹凸的纹路或点结构。
本发明一个较佳实施例中，设置有凹凸的纹路或点结构的光纤，其外周涂覆有一层透明的护膜，所述护膜外周表面光滑。
本发明一个较佳实施例中，培养池水中的光纤表面设置有螺旋结构的纹路，所述纹路为凹入所述光纤表面的凹纹。
本发明一个较佳实施例中，所述光纤组中的若干根光纤悬垂的浸入培养池的水中。
本发明一个较佳实施例中，所述入光面下部的光纤组通过多孔板限定光纤之间的间距。
本发明一个较佳实施例中，所述多孔板上设置有与所述光纤组中光纤数量一致的通孔，每根光纤贯穿一个通孔。
本发明一个较佳实施例中，所述通孔呈矩阵结构排布，相邻通孔之间相距一定距离排布。
本发明一个较佳实施例中，所述入光面上还设置有罩体，所述罩体内设置有补光LED。
本发明一个较佳实施例中，紧贴所述入光面还设置有遮光栅，所述遮光栅上设置有若干个相互平行的百叶条。
本发明一个较佳实施例中，所述培养池内还设置有若干个光强计。
本发明一个较佳实施例中，所述培养池内壁贴附有反光材质的反光板或白颜色的白板。
本发明一个较佳实施例中，所述入光面设置在户外，且入光面能够垂直朝向太阳光的方向。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）通过将光纤按照均布的方式悬垂在培养池中，保证光线可以均匀的分布在培养池的任意深度，保证培养池内光线强度比较混匀，培养池内任意位置的微藻均可以得到足够的光照，这样便解决了保证深水培养微藻时光照充足均匀的问题。另外营养质分散装置和二氧化碳分散装置均使用若干个喷头来实现微藻生长过程中物质的摄取。
（2）位于培养池中的光纤表面设置纹路，这样在光纤中传播的光线便不会完全被光纤约束，光会不断从纹路处射出，最终沿着螺旋形的纹路基本射出，这样便实现了同一根位于培养池中的光纤将光沿自身轴线方向逐渐射出分散出去的目的，推而广之，按照矩阵结构排布的光纤组便可以将光全部分散在培养池内。
（3）培养池内壁设置的反光板或白板可以加强池内光纤的二次或多次反射，保证培养池内光线的充足。
（4）位于培养池中的光纤外周涂覆有护膜，护膜表面光滑，这样浸泡在培养池内的光线表面便不容易粘附其他物质导致光纤透光出现问题，特别是纹路处不容易积垢。而护膜表面光滑，可以保证除去位于培养池中的光纤搓洗操作时，积垢容易被搓洗下来。护膜可以是传统的光学抗反射层制成。
（5）入光面的光源可以是普通的太阳光，也可以是通过罩体中的若干个补光LED照射出的光线，光源的来源比较灵活，日照条件优良条件下，可以充分理由日光，日照条件不佳时可以使用补光LED。
（6）遮光栅可以调整进入入光面内的光照总量，通过调整百叶条的角度实现遮挡面积，遮光栅在利用太阳光时使用，特别是在正午光照超过一定限度的情况下，需要适当减少入射光照。光强计设定光强阈值，在培养池内光强过大时，通过调整来实现光照强度的控制，同理光强过弱，可以通过补光LED来实现补光，补光时，摘下遮光栅，使入光面完全暴露在补光LED的光照下。
（7）通过使用多孔板，实现光纤组的均匀散开，可以保证光纤组均匀散布在培养池内。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的优选实施例光导均布系统的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的罩体、遮光栅和入光面的结构图；
图3是本发明的优选实施例的位于培养池中的光纤轴线剖面图；
图中：1、光纤组；2、入光面；3、位于培养池中的光纤；4、螺旋结构的纹路；5、护膜；6、多孔板；7、罩体；8、遮光栅；9、百叶条。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2和图3所示，一种深水式微藻培养系统，包括：培养池以及设置在培养池中的营养质分散装置和二氧化碳分散装置，还包括光导均布系统，光导分散体统包括光源端和连接光源端的光纤组；光纤组一端集束形成由所有光纤端面组成的入光面，光纤组另一端设置培养池的水中，位于培养池中的光纤之间相互间隔设置。
通过将光纤按照均布的方式悬垂在培养池中，保证光线可以均匀的分布在培养池的任意深度，保证培养池内光线强度比较混匀，培养池内任意位置的微藻均可以得到足够的光照，这样便解决了保证深水培养微藻时光照充足均匀的问题。另外营养质分散装置和二氧化碳分散装置均使用若干个喷头来实现微藻生长过程中物质的摄取。
每根位于培养池水中的光纤表面均设置有凹凸的纹路或点结构，设置有凹凸的纹路或点结构的光纤，其外周涂覆有一层透明的护膜，护膜外周表面光滑，培养池水中的光纤表面设置有螺旋结构的纹路，纹路为凹入光纤表面的凹纹。位于培养池中的光纤外周涂覆有护膜，护膜表面光滑，这样浸泡在培养池内的光线表面便不容易粘附其他物质导致光纤透光出现问题，特别是纹路处不容易积垢。而护膜表面光滑，可以保证除去位于培养池中的光纤搓洗操作时，积垢容易被搓洗下来。护膜可以是传统的光学抗反射层制成。
光纤组中的若干根光纤悬垂的浸入培养池的水中。通过使用多孔板，实现光纤组的均匀散开，可以保证光纤组均匀散布在培养池内。
入光面下部的光纤组通过多孔板限定光纤之间的间距，多孔板上设置有与光纤组中光纤数量一致的通孔，每根光纤贯穿一个通孔，通孔呈矩阵结构排布，相邻通孔之间相距一定距离排布。
入光面上还设置有罩体，罩体内设置有补光LED，罩体内壁使用反光板或白板。培养池内壁贴附有反光材质的反光板或白颜色的白板。罩体和培养池内壁设置的反光板或白板可以加强池内光纤的二次或多次反射，保证培养池内光线的充足。
紧贴入光面还设置有遮光栅，遮光栅上设置有若干个相互平行的百叶条。遮光栅可以调整进入入光面内的光照总量，通过调整百叶条的角度实现遮挡面积，遮光栅在利用太阳光时使用，特别是在正午光照超过一定限度的情况下，需要适当减少入射光照。光强计设定光强阈值，在培养池内光强过大时，通过调整来实现光照强度的控制，同理光强过弱，可以通过补光LED来实现补光，补光时，摘下遮光栅，使入光面完全暴露在补光LED的光照下。
入光面的光源可以是普通的太阳光，也可以是通过罩体中的若干个补光LED照射出的光线，光源的来源比较灵活，日照条件优良条件下，可以充分理由日光，日照条件不佳时可以使用补光LED。
培养池内还设置有若干个光强计，入光面设置在户外，且入光面能够垂直朝向太阳光的方向。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种深水式微藻培养系统，包括：培养池以及设置在培养池中的营养质分散装置和二氧化碳分散装置，其特征在于，还包括光导均布系统，所述光导分散体统包括光源端和连接光源端的光纤组；所述光纤组一端集束形成由所有光纤端面组成的入光面，所述光纤组另一端设置培养池的水中，位于培养池中的光纤之间相互间隔设置，每根位于培养池水中的光纤表面均设置有凹凸的纹路或点结构。
2.根据权利要求1所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：设置有凹凸的纹路或点结构的光纤，其外周涂覆有一层透明的护膜，所述护膜外周表面光滑。
3.根据权利要求1所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：培养池水中的光纤表面设置有螺旋结构的纹路，所述纹路为凹入所述光纤表面的凹纹。
4.根据权利要求1所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：所述光纤组中的若干根光纤悬垂的浸入培养池的水中。
5.根据权利要求1所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：所述入光面下部的光纤组通过多孔板限定光纤之间的间距。
6.根据权利要求5所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：所述多孔板上设置有与所述光纤组中光纤数量一致的通孔，每根光纤贯穿一个通孔。
7.根据权利要求6所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：所述通孔呈矩阵结构排布，相邻通孔之间相距一定距离排布。
8.根据权利要求1所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：所述入光面上还设置有罩体，所述罩体内设置有补光LED。
9.根据权利要求1所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：紧贴所述入光面还设置有遮光栅，所述遮光栅上设置有若干个相互平行的百叶条。
10.根据权利要求1所述的一种深水式微藻培养系统，其特征在于：所述培养池内还设置有若干个光强计。
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