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
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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