CN201924010U - 一种高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统。它由多个光生物反应器单体组成，该单体包括水槽、设于水槽上的反应器和反应器盖，在反应器的上周壁外侧设有喷淋装置，水槽一侧设有排水口，反应器一侧底部设有排料口，在反应器腔室内的底部设有支通气管，在所述的反应器内设有周壁由透明材料制成的布光室，布光室内设有安有LED灯的布光板，布光板外覆隔水膜，LED灯经控制器与蓄电池相连，蓄电池与太阳能电池板相连，在布光室底部设有与水槽相通的连通管，布光室的上周壁内侧设有喷淋装置。它弥补自然光间歇性及不稳定性的不足，充分利用自然光实现微藻高效培养。它制作简单、成本低、易于放大，适用自养微藻的低成本、大规模培养。

Description

一种高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统
技术领域：
本实用新型属于生物工程领域，涉及一种高效利用太阳能的微藻规模化培养的平板式光生物反应系统。
背景技术：
随着全球经济发展，资源短缺问题日益凸显，开发利用能解决资源短缺问题的可再生原料成为亟待解决的问题。藻类除含有丰富的蛋白质、脂肪及碳水化合物外，还含有氨基酸、维生素、多不饱和脂肪酸及矿物质等生物活性物质，可作为能源、食品、医药、化工等领域的原料。开发和设计规模化培养微藻的光生物反应器，大规模生产微藻不仅是微藻生物技术产业化的关键技术之一，显然也已成为解决资源短缺问题的主要工作。
光是微藻培养的关键因素，按其来源可分为自然光和人造光，采用自然光源培养微藻，光强、温度等因素不好控制，特别是光照时间不能人为延长，一定程度上限制了微藻的培养；采用人造光源虽克服了采用自然光存在的缺陷，但其消耗能源，增加了微藻的培养成本。
目前，微藻培养方式可分为开放式和封闭式两种，分别采用开放式光生物反应器和封闭式光生物反应器。开放式培养具有成本低、易放大等优点，但存在培养环境不易控制、易污染且很难实现高密度培养等缺点；封闭式反应器可实现无菌培养、培养条件易于控制，适合高密度培养，成为研究的主流。封闭式光生物反应器一般可分为：管道式、平板式、柱式等。
平板式光生物反应器相对于管式和柱式而言，除具有受光面积大、混合均匀外，还更易于放大的优点，因此受到越来越多的关注。光源的使用方面，人造光源被外置或内置于反应器中，虽然内置光源在光的利用率上优于外置光源，但存在散热困难及藻类附着等问题。
LED(LightEmittingDiode)，发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。因LED具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、可发射单色光等优点，现广泛应用于照明领域。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种基于光电转换结合LED发光的高效利用太阳能进行规模化培养微藻的平板式光生物反应系统。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：
本实用新型的高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统，由若干个光生物反应器单体组成，所述的光生物反应器单体包括水槽、设于水槽上的反应器和反应器盖，在反应器的上周壁外侧设有喷淋装置，在水槽一侧还设有排水口，在反应器一侧底部还设有排料口，在反应器腔室内的底部设有支通气管，其特征在于，在所述的反应器内还设有周壁由透明材料制成的布光室，在布光室内设有安有LED灯的布光板，布光板外覆有隔水膜，LED灯经控制器与蓄电池相连，蓄电池与太阳能电池板相连，在布光室底部设有与水槽相通的连通管，在布光室的上周壁内侧设有喷淋装置。
在所述的布光室的底部优选设有支架，所述的安有LED灯的布光板竖立安在支架上。
所述的支通气管优选为蛇形管，在反应器外侧还设有主通气管，蛇形管经主通气管与外部供气管相通。采用蛇形布气管在很好的保障微藻的CO2需求的同时促进了微藻细胞的悬浮。
在反应器上方，相邻的反应器壁和布光室壁之间卡套有U型固定架，以防反应器变形。
在所述的反应器盖上，相对应布光室的位置贴有反光膜，以充分利用光能，节约能源。
本实用新型的积极效果如下：
本实用新型利用太阳能电池板收集太阳能贮存于蓄电池，在通过LED灯，在布光室内对反应器腔室内的培养液进行照射，同时结合外部自然光的外部照射，可弥补自然光的间歇性及不稳定性的不足，充分利用自然光实现微藻的高效培养。采用回环设计，在增加受光面积、培养体积的同时，又方便安装，节约成本；采用反应器内部腔室布光，减小光程充分利用光能的同时又避免了传统内置光源在藻类培养时的附着问题；采用LED光源，除可为微藻提供连续、可控、单色光照外，又缓解了反应器光照过程中散热难的问题；该反应器系统采用横向单体设计，可对各单体进行操作，灵活方便，可轻易实现横向的延伸，易于放大，适用于自养微藻的低成本、大规模培养。
附图说明：
图1是本实用新型光生物反应器单体的结构示意图；
图2是光生物反应器单体的反应器盖的结构示意图；
图3是光生物反应器单体的俯视图；
图中1：太阳能电池板；2：蓄电池；3：反应器盖；4：反应器；5：布光室；6：布光板；7：喷淋装置；8：水槽；9：主通气管；10：支通气管；11：连通管；12：反光膜；13：支架；14：喷淋装置；15：控制器；16：排料口；17：排水口；18：U形固定架。
具体实施方式：
以下是对本实用新型的进一步说明，而不是对本实用新型的限制。
实施例1：
如图1、图2和图3所示，本实施例的高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统，由6个光生物反应器单体横向排列组成，所述的光生物反应器单体包括长方形的水槽8、设于水槽上的长方体形、由有机玻璃制成的透明反应器4和反应器盖3，在反应器4上周壁外侧设有喷淋装置7，该喷淋装置为反应器4降温，在水槽8一侧还设有排水口17，在反应器4一侧底部还设有排料口16，在反应器4腔室内的底部设有为反应器供气的支通气管10，该支通气管10与反应器外的主通气管9相连，主通气管9能与外部气源相连，能在很好的保障微藻的CO2需求的同时促进了微藻细胞的悬浮，在所述的反应器4内还设有周壁由透明有机玻璃制成的长方体形的布光室5，在布光室5的底部设有支架13，在支架13上竖直安装有安有LED灯的布光板6，布光板6外覆有隔水膜，LED灯经控制器15与蓄电池2相连，蓄电池2与太阳能电池板1相连，通过控制器15对LED灯的照明时间，照明时长，光的波长进行控制调整。在布光室5底部设有与水槽8相通的连通管11，在布光室5上周壁内侧设有喷淋装置14，用于降温。在反应器4上方，相对的两壁的中部，相邻的反应器壁和布光室壁之间，各卡套有一个U型固定架18，以防反应器变形。在所述的反应器盖3上，相对应布光室5的位置贴有反光膜12，以充分利用光能，节约能源。

Claims (5)

1.一种高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统，由若干个光生物反应器单体组成，所述的光生物反应器单体包括水槽、设于水槽上的反应器和反应器盖，在反应器的上周壁外侧设有喷淋装置，在水槽一侧还设有排水口，在反应器一侧底部还设有排料口，在反应器腔室内的底部设有支通气管，其特征在于，在所述的反应器内还设有周壁由透明材料制成的布光室，在布光室内设有安有LED灯的布光板，布光板外覆有隔水膜，LED灯经控制器与蓄电池相连，蓄电池与太阳能电池板相连，在布光室底部设有与水槽相通的连通管，在布光室的上周壁内侧设有喷淋装置。
2.根据权利要求1所述的高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统，其特征在于，在所述的布光室的底部设有支架，所述的安有LED灯的布光板竖立安在支架上。
3.根据权利要求1所述的高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统，其特征在于，所述的支通气管为蛇形管，在反应器外侧还设有主通气管，蛇形管经主通气管与外部供气管相通。
4.根据权利要求1所述的高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统，其特征在于，在反应器上方，相邻的反应器壁和布光室壁之间卡套有U型固定架。
5.根据权利要求1所述的高效利用太阳能的规模化平板式光生物反应系统，其特征在于，在所述的反应器盖上，相对应布光室的位置贴有反光膜。
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