CN202671529U - 一种适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器，它设有箱体、通气管、冷却管、箱盖、取料阀和温度传感器。所述的箱体设有圆柱状的箱体主体，所述的箱体主体下端设有倒立的圆锥漏斗形的箱体收集部；所述的箱体主体下端及箱体收集部的外部设有与其形状一致的支撑罩，所述的支撑罩将箱体下端套于其内部；所述的通气管下端设有喷头，所述的喷头四周设有通气孔。其优点表现在：支撑罩能够增强箱体下端抗压强度，防止箱体底部的剥离，提高本实用新型对大风等坏境的适应性；倒立的圆锥漏斗形的箱体收集部可提高收集效率；喷头能使培养液和气体充分接触融合；温度传感器可时刻监测培养液中温度；总体设计简单，适于规模化生产使用。

Description

一种适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器

技术领域

本实用新型涉及微藻高密度培养领域，具体地说，是适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器。

背景技术

微藻是一种具有开发潜力的生物质能源，一些微藻的油脂含量在理论上已经能够开发加工成生物柴油等燃料。而微藻在自然界生长，虽然生物量庞大但是并不便于大量收集，微藻资源的获取仍需要通过规模化培养实现。

目前微藻规模化人工培养主要有开放池和封闭式光生物反应器两类：开放池（如跑道池）相对简单、投资成本低，但培养条件难控制、容易污染且产率较低。封闭式光生物反应器种类主要有管柱状、平板状、螺旋状等。美国亚利桑那州立大学研制的气升柱式反应器由聚丙烯酸制作的圆柱体组成，柱内径15.24 cm，高182.88 cm，容积为32 L，反应器底部的管道可以加入或收集藻液，底部另有通气管可以通入空气。我国对管状光生物反应器的研究也在进行中，如中国科学院过程工程研究所在管状光生物反应器内部设计了一螺旋形挡板，对培养液的流动混合起到了很好推动作用。管状光生物反应器的种种优化改进必然能够加速工业化应用的进程。然而，这些管柱状的光生物反应器，尤其是垂直式的柱状反应器与底部之间的结合在制造过程中存在一定问题，固定装置要么过于复杂，增加了成本，要么太简陋，在室外长时间使用或遇到大风等天气，反应器与底部之间容易剥离，如中国专利文献CN 200820057106.5，公告日2009年5月27日，公开了一种微藻培养光生物反应器，其主要包括光源、光源发散筒、生物反应筒、放空斗、支柱和支撑底盘，所述的生物反应筒的底部通过三根支柱直接固定在支撑底盘上，该种固定方式过于简单，易导致生物反应筒底部与其主体的剥离，造成严重的损失。因此，亟需一种结构稳固、简单的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器，但是目前关于这类垂直柱状光生物反应器还未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种结构简单、稳固、底部不易剥离的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器，设有箱体、通气管、冷却管、箱盖和取料阀，所述的箱体下端设有与箱体外形一致的支撑罩，所述的支撑罩将箱体下端套于其内部。

所述的箱体设有圆柱状的箱体主体，所述的箱体主体下端设有倒立圆锥漏斗形的箱体收集部，所述的支撑罩的形状与箱体主体下端及箱体收集部形状一致。

所述的垂直柱状光生物反应器设有温度传感器，所述的温度传感器悬于箱体内部。

所述的通气管下端设有喷头，所述的喷头四周设有通气孔。

本实用新型优点在于：

1、设有支撑罩，能够提供给箱体下端支撑，增强箱体下端抗压强度，有效防止箱体底部的剥离，显著提高本实用新型对大风等坏境的适应性；

2、箱体设有倒立的圆锥漏斗形的箱体收集部，可在收集藻液时使收集面集中于一点，便于和上清培养液有效分离，提高了收集效率；

3、通气管下端设有喷头，能使培养液和气体充分接触融合；

4、设有温度传感器，能时刻监测培养液中温度，方便指导和调节冷却水流速；

5、总体设计简单，适于规模化生产使用。

附图说明

附图1是本实用新型的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器结构示意图。

附图2是本实用新型的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器室外组装主视图。

附图3是本实用新型的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器室外组装左视图。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.箱体               11.箱体主体

12.箱体收集部        2.取料管

3.取料阀             4.输气管

5.气阀               6.喷头

7.冷却管             8.冷却管控制阀

9.温度传感器         10.箱盖

13.支撑罩            14.螺丝

15.支架              16.固定槽

17.挡板              18.固定管

实施例1  本实用新型的垂直柱状光生物反应器

请参照图1，图1是本实用新型的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器结构示意图。所述的反应器设有箱体1，所述的箱体1设有箱体主体11和箱体收集部12，所述的箱体主体11呈圆柱状，柱高2000 mm，底面直径200 mm；所述的箱体收集部12为倒立的圆锥漏斗形，其上端连接于箱体主体11的下端。所述的箱体收集部12的下端设有取料管2，所述的取料管2上设有取料阀3。所述的箱体1的内部中心设有垂直的输气管4，所述的输气管4位于箱体1外部的区段设有气阀5，所述的输气管4的下端延伸至箱体主体11的底端，且设有喷头6，所述的喷头6大体为圆柱形，四周设有通气孔（图中未示出）。所述的垂直柱状光生物反应器还设有冷却管7，所述的冷却管7从箱体1顶端贴箱体1的内壁伸入，直至箱体主体1的底端，然后螺旋上升，再贴箱体1的内壁上升，从箱体1的顶端伸出，所述的冷却管7位于箱体1外部的区段设有冷却管控制阀8。所述的垂直柱状光生物反应器还设有温度传感器9，所述的温度传感器9悬于箱体1的内部。所述的箱体1的顶端设有箱盖10，所述的箱盖10上设有通孔（图中未示出），以便输气管4、冷却管7和温度传感器9的导线通过。所述的箱体1的下端还设有支撑罩13，所述的支撑罩13与箱体主体11下端和箱体收集部12的形状一致，将箱体主体11下端和箱体收集部12套于其内部，二者使用胶或热封连接。

需要说明的是，所述的箱体收集部12的形状设计成倒立的圆锥漏斗形，可在收集藻液时使收集面集中于一点，便于和上清培养液有效分离，提高了收集效率；所述的输气管4是由底部向上通气，且所述的喷头6的设计可以给气体分流，使培养液和气体充分接触融合；所述的气阀5主要用于控制通气速率；所述的支撑罩13能够提供给箱体1支撑保护，能增强箱体1下端的抗压强度，防止箱体1底端即箱体收集部12与箱体主体11的剥离，增强箱体1对大风等坏境的适应性。

实施例2  本实用新型的垂直柱状光生物反应器的室外组装

请参照图2，图2是本实用新型的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器室外组装主视图。将本实用新型的垂直柱状光生物反应器通过螺丝14固定成一排，八个为一组，总长2380 mm，并在位于两侧的垂直柱状光生物反应器的外侧设支架15。所述的支架15的基部固定于固定槽16中，所述的固定槽16呈倒梯形，深度820 mm，宽500 mm，由钢筋混凝土浇筑而成。所述的两侧的支架15之间设有挡板17，所述的挡板17距离底面150 mm，能防止本实用新型的垂直柱状光生物反应器与地面尘土接触。

请参照图3，图3是本实用新型的适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器室外组装左视图。在本实用新型的垂直柱状光生物反应器的箱体1的侧面设有固定管18，所述的固定管18共四根，分别距离底面250 mm、500 mm、1400 mm、2300 mm，其作用是为输气管4、冷却管7等设备提供放置点。

本实用新型的垂直柱状光生物反应器在使用时，首先在室外对反应器及其附属设备进行安装，计算得到反应器最大工作体积约0.25 m3，每个反应器约250 kg，能够提供规模化的生产所需生物量。但规模化的生产也对固定提出了更高的要求，而本实用新型的支撑罩13则起到了关键的作用，能增加箱体1强度，防止箱体1底部的剥离，且设计简单，适于规模化生产使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种适于微藻培养的垂直柱状光生物反应器，设有箱体、通气管、冷却管、箱盖和取料阀，其特征在于，所述的箱体下端设有与箱体外形一致的支撑罩，所述的支撑罩将箱体下端套于其内部。

2.根据权利要求1所述的垂直柱状光生物反应器，其特征在于，所述的箱体设有圆柱状的箱体主体，所述的箱体主体下端设有倒立圆锥漏斗形的箱体收集部，所述的支撑罩的形状与箱体主体下端及箱体收集部形状一致。

3.根据权利要求1或2所述的垂直柱状光生物反应器，其特征在于，所述的垂直柱状光生物反应器设有温度传感器，所述的温度传感器悬于箱体内部。

4.根据权利要求1或2所述的垂直柱状光生物反应器，其特征在于，所述的通气管下端设有喷头，所述的喷头四周设有通气孔。

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