CN202246648U - 一种适合柱状微藻反应器的旋转式密闭布光装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种单细胞微藻养殖设备，尤其是该设备的光源布设装置。为了提高光合生物反应器的光利用效率，节约能源，减少设备，本实用新型提供了一种微藻培养的光源布设装置，包括旋转基座、光源、集光罩3部分。旋转基座呈圆环状，基座上等间隔打孔，光源以中心对称形式固定在基座孔上，光源旋转速率和光源数量可根据需要调整，从而节省了能量，间接提高了反应器的表面/体积比；聚光罩内壁贴有反光膜，未被反应器吸收的光线落到集光罩表面，经集光罩表面反射后，再次由反应器吸收，进一步提高光能利用效率。这种反应器明显节约了培养过程中的能耗，光能利用效率高，可提高微藻产量，且能培养不同成分的微藻产品。

Description

一种适合柱状微藻反应器的旋转式密闭布光装置
技术领域
本实用新型属光生物反应领域，特别是涉及一种光生物反应器的布光装置。
背景技术
微藻具有很高的应用价值，微藻细胞富含蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素、多糖和色素等多种高附加值的生物物质，而且某些微藻还具有很高的产不饱和脂肪酸能力(如葡萄藻)，在能源利用方面具有很好的应用前景。在全球能源危机、环境污染日益严峻的今天，开发、利用微藻生物资源具有重要的社会、经济和环境效益。
目前，微藻工业化培养系统可以区分为敞开式和封闭式。密闭式反应器具有培养条件易控制，可无菌操作，易进行规模化培养的优点，已成为光生物反应器发展的方向，封闭式光生物反应器主要包括管式、平板式和柱式这三种形式。
但是密闭式反应器都存在一定缺陷。管式反应器存在着较严重的混合不均匀和溶氧脱气问题，在晴朗的天气，只需几分钟溶氧DO饱和度就会达到300％以上，抑制微藻生长。板式生物反应器光路长度太窄，一般不超过2.6cm，而且反应器底部会形成死角，大大限制了反应器的放大潜力。柱式反应器具有培养液混合效果好，CO2利用率高，结构简单和培养液混合均匀。
目前，光生物反应器的布光装置一般为光源外置和光源内置。光源固定在反应器内部或者外侧，其位置固定不变。为了满足微藻生长的需要，常布置较多光源，随之而来的是较多的光散失，降低了光能利用效率。
实用新型内容
本实用新型克服了现有反应器布光装置的缺点，提供了一种节能、结构简单、光散失少，易于操作的光生物反应器布光装置，可用于各种柱状光生物反应器中。
为解决所述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于微藻培养的高效布光装置，其特征在于：包括反应器(1)、集光罩(2)、光源(3)、旋转基座(4)和基座孔(5)。集光罩(2)套盖住光源(3)和反应器(1)，光源(3)固定在旋转基座(4)上，基座(4)可以绕反应器匀速转动。一种基于日光灯光源的高效布光装置，包括：
集光罩(2)，采用透明的玻璃，内表面粘贴一层反光薄膜，散射光通过灯管之间的空隙，经薄膜反射可以有效被反应器再次利用；
光源(3)，该光源可根据实际培养需要，确定日光灯管数量，在等间隔固定于基座(4)的基座孔(5)上；
旋转基座(4)，该基座可以匀速转动，为日光灯管提供了支撑，日光灯管固定在基座孔(5)上后，基座绕反应器转动，从而带动灯管转动，转速通过调节器控制；
上述的一种基于日光灯光源的高效布光装置，所述集光罩可由多种轻质材料构成，其内侧粘贴锡箔纸或者塑料薄膜进行反光，安装简单，可有效提高光利用效率。
上述的一种基于日光灯光源的高效布光装置，所述光源为普通日光灯管，为市售品，可根据实际需求配备不同长度、数量、功率的日光灯管。
上述的一种基于日光灯光源的高效布光装置，所述旋转基座(4)为以聚乙烯为主要原料制成，承压性高，可塑性强，价格低廉。
本实用新型一种基于日光灯光源的高效布光装置，结合了公知的封闭式与开放式两种培养方式的各自优点，采用封闭式、旋转式外置光源，一方面，降低了灯管数量，节约了能量，另一方面，有效减少光线散失，提高了光能利用效率。同时，该布光装置采用了价格低廉的塑料，结构简单，光源转速和光亮度可分别通过调速器和灯管数量控制，可见，该布光装置成本较低、易于控制，操作方便，光利用效率高，可用于各种柱状光生物反应器中，亦可为其它反应器构建提供技术借鉴。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的俯视示意图。
具体实施方式
为了更好理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明，未详加说明的按本领域现有技术。本实用新型要求保护的范围不单限于实施例表示的范围：
实施例1：
一种基于荧光灯光源的微藻培养的高效布光装置，包括：反应器(1)，为柱状反应器系统，为透明的玻璃、有机玻璃或树脂材料制作，为藻细胞提供生长环境和营养；集光罩(2)，大小可由反应器来确定，支架由轻质材料制作，内表面粘贴反光膜或者喷涂反光喷绘材料，聚光罩起到反射光线作用，能有效降低光线散失，也能阻止外来有害生物进入反应器；光源(3)，数量可根据功率、藻种特性等实际需要确定；旋转基座(4)，圆环形，环直径和高度视实际而定，由透明的玻璃、有机玻璃或树脂材料制作，可以围绕反应器匀速转动，是灯源的转动装置；基座孔(5)，以等间隔中心对称形式分布于基座上，其深度和直径可略大于灯管，以能牢固固定灯管为准。
集光罩主要起到反射光线的作用，能有效地收集和利用散失光线，其尺寸大小、制作材料可根据反应器的需要进行适当调整，为了降低成本，本实用新型采用紧密式设计，即集光罩内侧与旋转基座外侧水平距离不超过5cm。另外，所述支架(2′)必须由轻质材料制作，便于移除，以方便观察反应器内部情况。光源(3)理论上由任何形式的光源类型均可，但是考虑到节能环保，建议采用纳米节能灯管，从源头提高电光转换和减少光衰减。
具体实际中使用时，柱状反应器放置在支撑台面上，再将旋转基座套于反应器外侧，也放置在支撑台面上，同时将灯管等间隔固定在基座孔上，并通电使基座匀速转动，由于灯源转动，可减少灯源数量，将聚光罩罩住反应器开始培养。当微藻培养到一定浓度需要收集的时候，首先断开旋转基座动力电源，待基座基本停止转动后，移除聚光罩，再进行收集。
实施例2。
具体实际使用时，在流加培养过程中，要观察微藻生长状况或者添加营养物质，先断开旋转基座动力电源，待基座基本停止转动后，将聚光罩移除后进行上述观察和操作。

Claims (7)

1.一种用于微藻培养的高效布光装置，其特征在于：包括反应器(1)、集光罩(2)、光源(3)、旋转基座(4)和基座孔(5)。集光罩(2)套盖住光源(3)和反应器(1)，光源(3)固定在旋转基座(4)上。
2.根据权利要求1所述布光装置，其特征在于：反应器(1)为普通柱状光合生物反应器，反应器为透明材质构建。
3.根据权利要求1所述布光装置，其特征在于：集光罩(2)由支架(2′)及其内表面的内膜(2″)构成，支架(2′)为透明的玻璃、有机玻璃或树脂材料制成的圆柱状，内膜(2″)粘贴一层反光物质或者喷涂反光材料镀层。
4.根据权利要求1所述布光装置，其特征在于：光源(3)可以是各种形式的光源，包括荧光灯管、节能灯或者LED灯等，光源在基座上呈中心对称分布，数量可以根据光强需要增减。
5.根据权利要求1所述布光装置，其特征在于：旋转基座(4)呈圆环形，等间隔分布基座孔(5)，套置于反应器之外。旋转基座(4)绕反应器(1)可以自由转动，转速可调。
6.根据权利要求1-3所述的任意一种布光装置，其特征在于：反应器(1)和光源(3)之外布设反光装置，避免光能散失。
7.根据权利要求4-5所述的任意一种布光装置，其特征在于：光源类别不限，数量可增减。光源固定在旋转基座上，后者带动前者围绕反应器匀速转动。
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