CN205398612U - 提高微藻生长速率的光生物反应器 - Google Patents

提高微藻生长速率的光生物反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN205398612U
CN205398612U CN201620217026.6U CN201620217026U CN205398612U CN 205398612 U CN205398612 U CN 205398612U CN 201620217026 U CN201620217026 U CN 201620217026U CN 205398612 U CN205398612 U CN 205398612U
Authority
CN
China
Prior art keywords
algae growth
reactor body
bioreactor
rubber
growth speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201620217026.6U
Other languages
English (en)
Inventor
裴海燕
杨志刚
成娟
王玉婷
韩飞
陈洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201620217026.6U priority Critical patent/CN205398612U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205398612U publication Critical patent/CN205398612U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种提高微藻生长速率的光生物反应器，属于微藻反应器领域，所述光生物反应器包括反应器主体，所述反应器主体上设置有顶盖，所述顶盖上设置有加料口和排气管，所述反应器主体的内底部设置有橡胶微孔曝气头，所述橡胶微孔曝气头上分布有若干气孔，所述橡胶微孔曝气头的底部设置有用于曝气进入的进气口，所述反应器主体上设置有至少一个取样口。本实用新型利用橡胶微孔曝气头代替石英曝气头，可以有效提高曝气的均匀度，增加微藻对气体的利用率，减少紊流对微藻生长的干扰，从而提高微藻生长效率，从而提高反应器中的微藻浓度，减少藻类贴壁生长。

Description

提高微藻生长速率的光生物反应器
技术领域
本实用新型涉及微藻反应器领域，特别是指一种提高微藻生长速率的光生物反应器。
背景技术
随着全球工业的发展，社会正面临化石燃料枯竭的威胁，因此寻找一种新的能源刻不容缓，而微藻生物能源作为新兴能源，具有生长速度快，培养成本小等优势。特别是在能源短缺、环境污染严重的今天，微藻不仅能为我们提供高效清洁的能源，而且还可以有效的减少大气中二氧化碳的含量。同时微藻也可以作为某些生物及医药行业的原料，用来生产高附加值营养品、生物柴油和鱼类饵料，所以其具有极大的发展前景。目前生产大量微藻生物质的培养方式主要包括开放式人工培养和封闭式人工培养，而开放式人工培养方式生产效率低，污染大，不利于微藻的生产和开发研究。封闭式人工培养主要利用光生物反应器进行培养。其生产效率高，易调控，是目前微藻培养的主要方式。
在光生物反应器中，曝气方式是影响藻类生长的重要因素。研究表明，曝气不仅能为藻类生长提供二氧化碳，还可以去除反应器中多余的氧气，而藻液中氧气过多则会限制藻类生长。此外曝气时，空气中的二氧化碳对藻液中的pH具有缓冲作用，有利于藻类的生长。传统的生物反应器大多利用石英曝气头，其曝气不均匀，气泡大小变化较大，体积传质系数较小，所以曝气效率较小，影响微藻的生长速率。
因此，有必要提供一种可以克服上述缺点的能够提高微藻生长速率的光生物反应器。
实用新型内容
本实用新型提供一种曝气均匀、曝气效率较高的能够提高微藻生长速率的光生物反应器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：
一种提高微藻生长速率的光生物反应器，包括反应器主体，所述反应器主体上设置有顶盖，所述顶盖上设置有加料口和排气管，所述反应器主体的内底部设置有橡胶微孔曝气头，所述橡胶微孔曝气头上分布有若干气孔，所述橡胶微孔曝气头的底部设置有用于曝气进入的进气口，所述反应器主体上设置有至少一个取样口。
进一步地，所述橡胶微孔曝气头包括底盘，所述底盘的底部设置有进气口，所述底盘上设置有橡胶膜片，所述橡胶膜片为略凸起拱形面，所述橡胶膜片上均匀分布有若干气孔，所述气孔紧密分布在所述橡胶膜片上。
进一步地，所述橡胶膜片与所述底盘之间存在空腔，所述气孔为锥形，锥形开口处面向所述空腔。
优选地，所述橡胶膜片与所述底盘通过螺纹反锁机械化装配。
优选地，所述反应器主体的侧面从上往下依次设置有三个取样口。
进一步地，所述取样口上设置有阀门；或者，所述取样口上套有软管，所述软管上设置有夹子。
进一步地，所述进气口处设置有用于连接到曝气管的塑料管。
进一步地，所述反应器主体的材料为有机玻璃。
进一步地，所述反应器主体与所述顶盖通过螺栓连接，所述反应器主体和顶盖之间夹有橡胶圈，所述反应器主体的底部设置有外支撑架。
进一步地，所述反应器主体的高为300mm～400mm，内径为100mm～120mm，壁厚4mm～7mm，所述橡胶微孔曝气头的直径为80～100mm，所述加料口的直径为9～11mm，所述排气管的直径为6～8mm，取样口的内径为6～8mm，所述进气口的内径为6～8mm，所述曝气管的内径为6～8mm。
本实用新型具有以下有益效果：
1)本实用新型利用橡胶微孔曝气头代替石英曝气头，可以有效提高曝气的均匀度，增加微藻对气体的利用率，减少紊流对微藻生长的干扰，从而提高微藻生长效率，从而提高反应器中的微藻浓度，减少藻类贴壁生长；
2)本实用新型适用于大量淡水藻和咸水澡的培养，例如：小球藻、四尾栅藻、三角褐指藻、硅藻等，为进一步开发微藻资源提供了支持。
附图说明
图1为为光生物反应器主体与曝气头连接的主视图；
图2为光生物反应器主体与曝气头连接的俯视图；
图3为曝气头实验结果图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
一方面，本实用新型提供一种提高微藻生长速率的光生物反应器，如图1、图2所示，包括反应器主体1，反应器主体1上设置有顶盖2，顶盖2上设置有加料口3和排气管4，反应器主体1的内底部设置有橡胶微孔曝气头5，橡胶微孔曝气头5上分布有若干气孔511，橡胶微孔曝气头5的底部设置有进气口521，反应器主体1上设置有至少一个取样口6。进气口521用于连接曝气管12，曝气管12中的空气或者其他含二氧化碳的气体通过进气口521进入橡胶微孔曝气头5，通过调节气量为微藻提供二氧化碳；取样口6的设置用于取样，用于检测微藻的生长情况，可以在低端设置一个取样口6，也可以从上往下依次设置多个取样口。
本实用新型利用橡胶微孔曝气头代替石英曝气头，可以有效提高曝气的均匀度，增加微藻对气体的利用率，减少紊流对微藻生长的干扰，从而提高微藻生长效率，从而提高反应器中的微藻浓度，减少藻类贴壁生长；本实用新型适用于大量淡水藻和咸水澡的培养，例如：小球藻、四尾栅藻、三角褐指藻、硅藻等，为进一步开发微藻资源提供了支持。
进一步地，橡胶微孔曝气头5包括底盘52，底盘52的底部可以设置有进气口521，底盘52上可以设置有橡胶膜片51，橡胶膜片51为略凸起拱形面，橡胶膜片51上可以均匀分布有若干气孔511，气孔511可以紧密分布在橡胶膜片51上。橡胶膜片为凸起拱形面可以缓冲液体对橡胶膜片的挤压，同时可以增加单位剖面上的微孔的密度，气孔紧密分布可以提供更多的气流。
作为一种改进，橡胶膜片51与底盘52之间可以存在空腔，气孔511为锥形，锥形开口处面向上述空腔。橡胶膜片与底盘之间的空腔用于空气快速通过，气孔为微锥形可以不易堵塞，曝气更加均匀。气孔的孔径为微米级，调节气量为0.6L/min时产生的气泡孔径在1mm到1.5mm的范围内。
为了使橡胶膜片不易脱落，橡胶膜片51与底盘52可以通过螺纹反锁机械化装配。
作为本实用新型的一种改进，反应器主体1的侧面从上往下依次设置有三个取样口6。从上往下依次设置取样口，可以根据液面的高度进行取样，以免取样口的位置较低而液面较高时，产生较大的压强，取样的结果不太准确。3个取样口的位置优选从上往下均匀设置，取样的结果更加准确。
进一步地，取样口6上可以设置有阀门7；或者，取样口6上套有软管，软管上设置有夹子。取样口上可以直接安装阀门，也可以在取样口套上软管(例如橡胶软管)，用夹子夹住。
进一步地，进气口521处设置有用于连接到曝气管12的塑料管11。塑料管可以选用有一定硬度的塑料管，例如PVC管或PU管等塑料管，塑料管与进气口及曝气管的连接处均做密封处理，例如，在接口处用生料带连接。
为了使微藻得到充分的光照，反应器主体1的材料为有机玻璃。透明材质的反应器主体也可以满足要求，而有机玻璃强度等方面考虑更加合适。
进一步地，反应器主体1与顶盖2可以通过螺栓8连接，反应器主体1和顶盖2之间可以夹有橡胶圈9，反应器主体1的底部可以设置有外支撑架10。反应器主体1与顶盖可以通过旋转连接，优选通过螺栓(例如法兰螺栓)连接，橡胶圈的作用是增加气密性，外支撑架是为了增加反应器主体的位置稳定性。
实验室条件下，反应器主体的高可以为300mm～400mm，内径可以为100mm～120mm，壁厚4mm～7mm，橡胶微孔曝气头的直径可以为80～100mm，加料口的直径可以为9～11mm，排气管的直径可以为6～8mm，取样口的内径可以为6-8mm，进气口的内径可以为6～8mm，曝气管的内径可以为6～8mm。优选地，反应器主体1的高为350mm，内径为110mm，壁厚5mm，橡胶微孔曝气头5的直径为90mm，加料口3的直径为10mm，排气管4的直径为7mm。反应容器合适的大小与反应条件(包括气量设置、微藻特点等因素)有一定关系，因此可根据需要进行调整。
使用时盖好顶盖1，拧紧法兰螺栓5，关闭所有阀门6。加入藻液后，气体从曝气进气口8进入，调节曝气流量约为0.6L/min，此时产生气泡孔径在1mm到1.5mm范围内。培养一段时间，可通过加料口2向反应器中加入新培养液。
为了验证本实用新型的有益效果。实验对象是小球藻，置于BG11液体培养基中培养20天。BG11液体培养基的成分为(g/L)：NaNO3，1.5；K2HPO4，0.04；MgSO4·7H2O，0.075；CaCl2·2H2O，0.036；柠檬酸，0.006；柠檬酸铁铵，0.006；EDTA·2Na，0.001；Na2CO3，0.02；A5，1ml/L(微量金属溶液)组成成分为(g/L):H3BO3，2.86；MnCl2·4H2O，1.86；ZnSO4·7H2O，0.22；Na2MoO4·2H2O，0.39；CuSO4·5H2O，0.08；Co(NO3)2·6H2O，0.05。将上述成分溶于蒸馏水后在120℃下灭菌30分钟。
共设计四组实验，分别为空白组(不曝气)，石英砂组(曝气头为石英砂)和两个橡胶微孔组(曝气头为橡胶微孔)，两个橡胶微孔曝气头产生气泡的孔径分别约为：1.2mm(A)和1.6mm(B)。其他条件相同，分别为：照度为6000lux，曝气量为0.6L/min，培养基为BG11，初始藻液总体积为2.5L，藻液的起始浓度为0.025g/L。各实验组微藻生长状况如图3所示。
由图3可知，曝气对藻类生长有显著影响，不曝气时，小球藻最大浓度只有490.0mg/L，而曝气的石英砂组，橡胶微孔A和橡胶微孔B三组的最大浓度分别为1727.5mg/L，1990.0mg/L和2082.5mg/L，并且生长速度也有显著差异。
对于三个曝气组来说，橡胶微孔曝气明显优于石英砂曝气。橡胶微孔曝气时小球藻平均生长速度分别为：104.1mg/(L·d)和99.5mg/(L·d)，而石英砂曝气的生长速率则为86.4mg/(L·d)。相比于石英砂曝气，橡胶微孔曝气对微藻的生长速率提升了15％到20％。
本实用新型利用橡胶微孔曝气头代替石英曝气头，可以有效提高曝气的均匀度，增加微藻对气体的利用率，减少紊流对微藻生长的干扰，从而提高微藻生长效率，从而提高反应器中的微藻浓度，减少藻类贴壁生长；本实用新型适用于大量淡水藻和咸水澡的培养，例如：小球藻、四尾栅藻、三角褐指藻、硅藻等，为进一步开发微藻资源提供了支持。
以上所述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来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种提高微藻生长速率的光生物反应器，包括反应器主体，所述反应器主体上设置有顶盖，所述顶盖上设置有加料口和排气管，其特征在于，所述反应器主体的内底部设置有橡胶微孔曝气头，所述橡胶微孔曝气头上分布有若干气孔，所述橡胶微孔曝气头的底部设置有用于曝气进入的进气口，所述反应器主体上设置有至少一个取样口。
2.根据权利要求1所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述橡胶微孔曝气头包括底盘，所述底盘的底部设置有进气口，所述底盘上设置有橡胶膜片，所述橡胶膜片为略凸起拱形面，所述橡胶膜片上均匀分布有若干气孔，所述气孔紧密分布在所述橡胶膜片上。
3.根据权利要求2所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述橡胶膜片与所述底盘之间存在空腔，所述气孔为锥形，锥形开口处面向所述空腔。
4.根据权利要求2所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述橡胶膜片与所述底盘通过螺纹反锁机械化装配。
5.根据权利要求1所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述反应器主体的侧面从上往下依次设置有三个取样口。
6.根据权利要求1所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述取样口上设置有阀门；或者，所述取样口上套有软管，所述软管上设置有夹子。
7.根据权利要求2所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述进气口处设置有用于连接到曝气管的塑料管。
8.根据权利要求7所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述反应器主体的材料为有机玻璃。
9.根据权利要求7所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述反应器主体与所述顶盖通过螺栓连接，所述反应器主体和顶盖之间夹有橡胶圈，所述反应器主体的底部设置有外支撑架。
10.根据权利要求7所述的提高微藻生长速率的光生物反应器，其特征在于，所述反应器主体的高为300mm～400mm，内径为100mm～120mm，壁厚4mm～7mm，所述橡胶微孔曝气头的直径为80～100mm，所述加料口的直径为9～11mm，所述排气管的直径为6～8mm，所述取样口的内径为6～8mm，所述进气口的内径为6～8mm，所述曝气管的内径为6～8mm。
CN201620217026.6U 2016-03-21 2016-03-21 提高微藻生长速率的光生物反应器 Expired - Fee Related CN205398612U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620217026.6U CN205398612U (zh) 2016-03-21 2016-03-21 提高微藻生长速率的光生物反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620217026.6U CN205398612U (zh) 2016-03-21 2016-03-21 提高微藻生长速率的光生物反应器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205398612U true CN205398612U (zh) 2016-07-27

Family

ID=56422134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620217026.6U Expired - Fee Related CN205398612U (zh) 2016-03-21 2016-03-21 提高微藻生长速率的光生物反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205398612U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106281974A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 天津大学 一种产油微藻培养装置及其培养方法
CN108211696A (zh) * 2018-01-23 2018-06-29 青岛理工大学 一种室内空气净化益菌屋的制备装置与方法
WO2019165689A1 (zh) * 2018-02-28 2019-09-06 清华大学深圳研究生院 一种用于经济微藻培养的微泡光生物反应器
CN110777054A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 重庆大学 一种可有效提高固碳效率的可控扰流式微藻养殖装置
CN111289701A (zh) * 2020-04-01 2020-06-16 中国水产科学研究院黄海水产研究所 一种检测浮游植物垂直运动能力的方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106281974A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 天津大学 一种产油微藻培养装置及其培养方法
CN108211696A (zh) * 2018-01-23 2018-06-29 青岛理工大学 一种室内空气净化益菌屋的制备装置与方法
CN108211696B (zh) * 2018-01-23 2020-12-22 青岛理工大学 一种室内空气净化益菌屋的制备装置与方法
WO2019165689A1 (zh) * 2018-02-28 2019-09-06 清华大学深圳研究生院 一种用于经济微藻培养的微泡光生物反应器
CN111411033A (zh) * 2018-02-28 2020-07-14 清华大学深圳国际研究生院 一种用于经济微藻培养的可控粒径微泡发生装置
CN111411033B (zh) * 2018-02-28 2022-11-15 清华大学深圳国际研究生院 一种用于经济微藻培养的可控粒径微泡发生装置
CN110777054A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 重庆大学 一种可有效提高固碳效率的可控扰流式微藻养殖装置
CN111289701A (zh) * 2020-04-01 2020-06-16 中国水产科学研究院黄海水产研究所 一种检测浮游植物垂直运动能力的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205398612U (zh) 提高微藻生长速率的光生物反应器
CN101838606B (zh) 污水处理碳减排气升环流微藻自养-异养耦合光生物反应器
JP2018529367A (ja) ガス供給が遮断可能なバイオリアクター
CN103476245A (zh) 用于培养微生物的方法和生物反应器
CN106520552A (zh) 一种细胞培养生物反应器
CN206736233U (zh) 一种光生物膜反应器
CN102321537A (zh) 一种植物组织培养用鼓泡式生物反应器
WO2016172998A1 (zh) 植物生物反应器及其使用方法
CN107473384B (zh) 一种利用微藻处理氨氮废水的装置及方法
CN202898398U (zh) 一种微藻培养及收集的光生物反应器
CN106191192A (zh) 一种发酵生产头孢菌素c的方法
CN206828182U (zh) 一种高效生物膜反应器
CN201420080Y (zh) 一种封闭式微藻产业光合作用培殖装置
CN113136342B (zh) 光生物反应器和光合微生物的培养方法及其应用
CN205035361U (zh) 一种微藻培养的光生物反应器
CN113201439A (zh) 一种耦合缫丝废水处理的小球藻培养装置及其培养方法
CN209162085U (zh) 一种动物细胞培养的发酵罐
CN206706102U (zh) 一种新型光生物反应器
CN107473494A (zh) 一种去除废水中氨氮的装置及方法
CN205368392U (zh) 补料型植物生物反应器
CN204090602U (zh) 松茸菌丝培养罐
CN106635768A (zh) 生物微藻光合反应器及其使用方法
CN216513827U (zh) 一种改良的细胞培养瓶
CN205676466U (zh) 一种固体发酵用接种桶
CN203144382U (zh) 好光细菌液体发酵补光装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160727

Termination date: 20190321