CN204999909U - 内置光源气升式内环流光合生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种内置光源气升式内环流光合生物反应器，解决现有的培养装置难以满足微藻培养需求的问题。本装置包括容纳培养液的外筒，外筒的内部设有上下贯通的导流筒，导流筒上端高度位于培养液液面之下，导流筒下端高于外筒的底面，使导流筒的内侧空间和外侧空间在上下两端分别连通，所述外筒的顶部设有进气管和排气管，进气管底端插入至导流筒内侧的底端，进气管的底端连接有进气散布盘，进气散布盘上均匀分布进气孔，排气管的底端位于培养面液面之上。本实用新型采用进气作为驱动培养液循环的动力，节能且减少了对微藻的破坏；培养液环绕光源循环，充分并均匀地利用光能，提高了培养效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种藻类培养装置，特别涉及一种光合生物反应器，具体是一种内置光源气升式内环流光合生物反应器。
背景技术
微藻是一类系统发生各异、个体较小、通常为单细胞或群体的、能进行光合作用的低等植物，通常为水生。微藻种类繁多，它们表现为系统发生的多样性、遗传和表型的多样性、生长方式的多样性、生态多样性、代谢多样性、化学多样性和生物功能多样性，此外微藻具有光能转化效率高、对环境适应性强、易于遗传改良等优点，可以对其进行大规模培养。微藻在食品、医疗保健、化工原料、环保、能源等领域具有良好的开发应用前景。
自然环境中存在的微藻，在一般情况下，养殖密度低，利用微藻有效生物活性物质的效率低，因此，需要在实验室中对微藻品系进行改良。目前，实验室能用于微藻培养装置产品较少，缺少针对性的微藻培养容器，常规的培养装置并不能满足微藻培养最适条件的要求。如有的培养装置采用叶片泵作为循环动力，微藻循环经过叶片泵位置时容易受损；而现有的培养装置大多不设置光源，或者光源设置无法满足微藻培养光和作用的需求，只能通过在培养装置之外的增加额外的光源照射满足光合作用需求，光能利用率低，且对于培养装置内的微藻来说光照不均匀，影响整体培养效率。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有的培养装置难以满足微藻培养需求的问题，提供一种内置光源气升式内环流光合生物反应器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内置光源气升式内环流光合生物反应器，包括容纳培养液的外筒，外筒为一封闭容器，所述外筒的内部设有上下贯通的导流筒，导流筒上端高度位于培养液液面之下，导流筒下端高于外筒的底面，使导流筒的内侧空间和外侧空间在上下两端分别连通，所述外筒的顶部设有进气管和排气管，进气管底端插入至导流筒内侧的底端，进气管的底端连接有进气散布盘，进气散布盘下表面均匀分布进气孔，排气管的底端位于培养面液面之上，所述外筒的顶部还设有进液管和取液管，进液管和取液管均位于导流筒的外侧。进气管为微藻光合作用提供二氧化碳，排气管排出培养液上方的气体形成气流循环。设置在外筒内部中心的导流筒将外筒内部空间分隔成导流筒内侧和外侧两个空间，导流筒内侧空间和外侧空间又在顶端和底端相互连通。进气管插入到导流筒内侧的底端，并通过进气散布盘进气，气体在导流筒内侧空间呈上升运动，带动导流筒内侧空间的培养液向上流动，从而带动导流筒外侧空间培养液向下流动，形成循环，使微藻均匀散布在培养液中与培养液充分接触。而且相比多个独立筒体之间采用管道连接的循环，本装置采用导流筒的结构对外筒内空间进行划分，循环死角小，能充分带动所有培养液循环。定时从取液管抽取培养液样品进行检测，当微藻培养密度达到一定的程度后，通过取液管将富含微藻的培养液抽出，并从进液管补充新的培养液使微藻培养密度降低，进入下一个培养周期。进液管和取液管均设置在导流筒外侧，进液时，培养液会产生向下的冲击力，与导流筒外侧培养液的流动方向一致，抽液时，可以避免将进气管进气抽到取液管中。
作为优选，所述排气管上设有单向压力阀门，单向压力阀在外筒内气压与外界气压达到设定差值时自动打开。排气管单向排气，防止外界气体反充到外筒内，尤其是在抽液过程中，外筒内形成负压，此时只能通过进气管补充经过过滤的气体，避免外界空气从排气管反充。
作为优选，所述进液管底端位于培养液的液面之上。
作为优选，所述导流筒为透明筒体，导流筒筒壁上均匀嵌设有发光体，发光体连接有设置在外筒外部的控制装置。导流筒作为内置在外筒内部的光源，外筒内的培养液环绕导流筒形成循环，能充分、均匀利用光能，避免外置光源导致光照侧光能饱和、而背光侧光能不足的现象，保证培养效率，提高产能。而且能充分利用光源的热能，对培养液进行一定的加温，提高光合作用效率。外筒也可以设置为透明的筒体，方便监控培养状况。
作为优选，嵌设在导流筒筒壁上的发光体为光导纤维，各光导纤维上端集束后连接设置在外筒外侧的可调光源。光源通过集束后的光纤传导，将光能传递到导流筒内嵌的光导纤维，使导流筒发光提供微藻光和作用的光源。
作为优选，所述外筒为竖直设置的圆筒，外筒的上端和下端分别通过上盖和下盖封闭，上盖、下盖和外筒端部之间设有密封圈。外筒采用上下端开口的筒体，与上盖、下盖配合形成密封，便于组件的拆装和清洗。
作为优选，所述下盖上端面向上设有若干支撑架，所述导流筒的底端固定在支撑架上，支撑架之间留有培养液流动的间隙。
作为优选，所述上盖下端面向下设有若干限位架，所述限位架抵靠导流筒上端内侧的环周上，限位架之间留有培养液流动的间隙。
作为优选，所述导流筒筒壁上贴设有温度传感器。
本实用新型采用进气作为驱动培养液循环的动力，不仅节能，而且减少了对微藻的破坏；导流筒内嵌光源，使培养液环绕光源循环，保证尽可能多的微藻充分并均匀地对光能形成利用，提高了培养效率。
附图说明
图1是本实用新型一种结构示意图。
图2是本实用新型导流筒内嵌光导纤维结构示意图。
图中：1、外筒，2、导流筒，3、上盖，4、密封圈，5、限位架，6、下盖，7、支撑架，8、进液管，9、取液管，10、进气管，11、排气管，12、进气散布盘，13、光纤束，14、光导纤维，15、控制器，16、可调光源，17、温度显示器，18、温度传感器，19、培养液液面。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。
实施例：一种内置光源气升式内环流光合生物反应器，如图1所示。本装置包括竖直设置、上下开口贯通的圆柱形外筒1，外筒为透明材料制成。外筒的上端采用上盖3封闭，下端采用下盖6封闭，上盖、下盖与外筒之间均设有密封圈4。外筒内填充有培养微藻的培养液。外筒内部的中心设有上下贯通的圆筒状导流筒2，导流筒上端位于培养液液面19之下，导流筒下端与外筒底部留有供培养液流通的间隙。下盖6上表面向上设有四根柱状支撑架7，各支撑架7上端与导流筒的底端采用固定销固定。上盖3下表面向下设有四根柱状的限位架5，限位架的底端插入导流筒的上端贴设导流筒的上端内壁。支撑架和限位架将导流筒悬空架设在外筒内侧的中部。
所述外筒的顶部设有贯穿上盖的进气管10和排气管11，进气管底端向下伸入到导流筒2内侧的底部，在进气管的末端连接有进气散布盘12，进气散布盘下表面均匀开设有复数个进气孔，在导流筒内侧的底部均匀进气。排气管11底端位于培养液液面19之上，排气管上还设有向外单向开启的单向压力阀门，当外筒上部的气压高于外界达到设定值时自动打开排气。
外筒的顶部还设有贯穿上盖的进液管8和取液管9，进液管和取液管位于导流筒的外侧。进液管的底端位于培养液液面19之上，取液管底端伸入外筒的水平中线的下方进行取液。
如图2所示，导流筒筒壁上均匀嵌设有光导纤维14，所有光导纤维在导流筒的上端集束成光纤束13，光纤束13贯穿上盖连接外筒外侧的可调光源16。导流筒的外侧筒壁上还贴设有温度传感器18，温度传感器的信号线随光纤束一起贯穿上盖，连接温度显示器17。可调光源和温度显示器设置在一个总的控制器15上，可以根据光照和温度对光源强度进行调节。
进气管插入到导流筒内侧的底端，并通过进气散布盘进气，气体在导流筒内侧空间呈上升运动，带动导流筒内侧空间的培养液向上流动，从而带动导流筒外侧空间培养液向下流动，形成循环，使微藻均匀散布在培养液中与培养液充分接触。导流筒嵌设光源，为微藻光合作用提供光能，且培养液环绕导流筒光源进行循环，能充分且均匀地利用光能，提高光合作用效率。定时从取液管抽取培养液样品进行检测，当微藻培养密度达到一定的程度后，通过取液管将富含微藻的培养液抽出，并从进液管补充新的培养液使微藻培养密度降低，进入下一个培养周期。
Claims (9)
1.一种内置光源气升式内环流光合生物反应器，包括容纳培养液的外筒，外筒为一封闭容器，其特征在于，所述外筒的内部设有上下贯通的导流筒，导流筒上端高度位于培养液液面之下，导流筒下端高于外筒的底面，使导流筒的内侧空间和外侧空间在上下两端分别连通，所述外筒的顶部设有进气管和排气管，进气管底端插入至导流筒内侧的底端，进气管的底端连接有进气散布盘，进气散布盘下表面均匀分布进气孔，排气管的底端位于培养面液面之上，所述外筒的顶部还设有进液管和取液管，进液管和取液管均位于导流筒的外侧。
2.根据权利要求1所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：所述排气管上设有单向压力阀门，单向压力阀在外筒内气压与外界气压达到设定差值时自动打开。
3.根据权利要求1所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：所述进液管底端位于培养液的液面之上。
4.根据权利要求1或2或3所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：所述导流筒为透明筒体，导流筒筒壁上均匀嵌设有发光体，发光体连接有设置在外筒外部的控制装置。
5.根据权利要求4所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：嵌设在导流筒筒壁上的发光体为光导纤维，各光导纤维上端集束后连接设置在外筒外侧的可调光源。
6.根据权利要求1或2或3所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：所述外筒为竖直设置的圆筒，外筒的上端和下端分别通过上盖和下盖封闭，上盖、下盖和外筒端部之间设有密封圈。
7.根据权利要求6所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：所述下盖上端面向上设有若干支撑架，所述导流筒的底端固定在支撑架上，支撑架之间留有培养液流动的间隙。
8.根据权利要求6所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：所述上盖下端面向下设有若干限位架，所述限位架抵靠导流筒上端内侧的环周上，限位架之间留有培养液流动的间隙。
9.根据权利要求1或2或3所述的内置光源气升式内环流光合生物反应器，其特征在于：所述导流筒筒壁上贴设有温度传感器。
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| CN106282006A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 浙江省海洋水产养殖研究所 | 一种用于海洋饵料微藻保存的自动化设备 |
| JP2020505949A (ja) * | 2017-01-22 | 2020-02-27 | アルガエノベーション リミテッド | 藻類を成長させるためのシステムおよび方法 |
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- 2015-09-16 CN CN201520716199.8U patent/CN204999909U/zh active Active
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