CN206706102U - 一种新型光生物反应器 - Google Patents

Abstract

一种新型光生物反应器，反应器的顶部设有人孔，反应器顶部设有排气口和补料口，反应器底部设有进气口和排污口；反应器的外部设有夹套，夹套上分别设有夹套进水口和夹套出水口；反应器上设有对内部温度和pH进行监测的温度传感器和pH传感器。反应器内壁涂有防粘涂层；反应器内设有液下光源，所述的液下光源设在反应器内壁的中部；反应器内设有空气分布器，所述的空气分布器设在反应器的底部，与所述的进气口相对而设。极大的减少了异物的粘附，实现了微藻的全天光合作用培养，避免了对自然光源的依赖。

Description

一种新型光生物反应器

技术领域

本实用新型涉及一种化工机械领域的光生物反应器，特别涉及一种用于光自养微藻培养的新型光生物反应器。

背景技术

光自养培养微藻通常在跑道池等室外培养池中培养，且培养池一般深0.5m，以便于微藻能够有效的吸收空气中的二氧化碳和接受阳光照射。但是空间利用率不高造成了巨大的土地占用，而且由于昼夜更替自然光照过短，夜间微藻不能进行光合作用，造成时间资源的浪费。在微藻培养过程中，由于外界温度变化、光照和微生物自身新陈代谢，不可避免的会导致培养液温度变化，而微藻有其自身最适生长温度，这导致目前光自养培养微藻季节性极强，只能在春秋两季大批量生产。微藻培养过程中需要添加营养盐，再加上微藻自身的代谢以及外来微生物的污染，会导致培养液的pH发生变化，从而影响微藻的正常生长，目前采用人工监控和调节，效率较低。现有的室外培养池、光生物反应器均直接通入二氧化碳，导致二氧化碳与培养液接触面积小、溶解于培养液中的比例较小，从而造成了极大的物料浪费。而且添加营养盐、微藻代谢产物极易在培养装置壁上附着，从而引起光照效率下降并且容易滋生杂菌，往往需要定期放空清理，这造成了时间和人力浪费。

研究人员为了解决上述问题，发明了一系列光生物反应器，比如板式、柱状，较好的解决了空间利用率的问题，但是受限于温度控制手段、pH调节手段、光照条件、二氧化碳吸收效率、粘壁严重等问题的制约，推广仍有较大困难。导致目前大规模光自养微藻培养仍以室外培养池为主。目前没有公开资料显示有解决上述问题的有效方法。

中国专利申请号201010248859.6提供了一种循环式光生物反应器，其提供了一种光源内嵌的方法以及培养液循环流动以控制温度的方法，但光源内嵌于培养管上体积有限无法提供足够的光照，且为了解决光源内嵌体积有限的问题其使用了多去培养管，并进行培养液循环流动这又导致占地面积较大；中国专利申请号200910062087.4提供了一种气升式光生物反应器，其采用冷却盘管进行调节温度，但仍然受限于自然光照；中国专利申请号200910016839.3 提供了一种气升式光生物反应器，其采用罐内插入式光源，光源过大导致对反应器体积挤压过多，且无法调节温度；从上述专利分析中可以发现，现有技术主要着眼于解决光源及温度调节问题，并没有考虑到pH调节、二氧化碳吸收效率的提高、粘壁问题的解决。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种新型光生物反应器，具体是一种能够控制自养藻培养温度和pH、提高光照效率、避免内壁附着异物的光生物反应器。

本实用新型实现上述目的采用以下技术方案：

一种新型光生物反应器，它包括有：人孔、喷淋冲洗器、夹套、液下光源、温度传感器、pH传感器、空气分布器、进气口、排污口、补料口、排气口、夹套进水口、夹套出水口。

反应器的顶部设有人孔，反应器顶部设有排气口和补料口，反应器底部设有进气口和排污口；反应器的外部设有夹套，夹套上分别设有夹套进水口和夹套出水口；反应器上设有对内部温度和pH进行监测的温度传感器和pH传感器。

进一步的，反应器内壁涂有防粘涂层。

进一步的，反应器内设有液下光源，所述的液下光源设在反应器内壁的中部。

进一步的，反应器内设有空气分布器，所述的空气分布器设在反应器的底部，与所述的进气口相对而设。

进一步的，反应器内设有喷淋冲洗器，所述的喷淋冲洗器设在反应器内顶部。

本实用新型采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明通过在内壁涂防粘涂层，极大的减少了异物的粘附，从而进一步减少了滋生杂菌的可能。

2、本发明通过在反应器内安装液下光源，从而实现了微藻的全天光合作用培养，避免了对自然光源的依赖。

3、本发明通过安装夹套实现了对培养液温度的控制，避免了温度过高引起的季节性培养问题，将以往的只能在春秋两季培养扩大到了四季均能培养。

4、本发明通过在反应器内安装空气分布器，将通入的二氧化碳打成小气泡再进入培养液，极大的提高了二氧化碳与培养液的接触面积，从而提高了二氧化碳的溶解在培养液中的比例，最终达到了提高二氧化碳利用率的效果，将二氧化碳利用率提高了一倍以上。

5、本发明通过在反应器内安装喷淋冲洗器，在培养的空闲时间对反应器内壁进行冲洗，过一步减少了异物的粘附，从而进一步减少了滋生杂菌的可能。

6、密闭的生长环境、较少的异物粘除，使光自养微藻培养过程受污染的机率降低了50％以上。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示的一种新型光生物反应器，它包括有：人孔1、夹套3、温度传感器5、pH传感器6、进气口8、排污口9、补料口10、排气口11、夹套进水口12、夹套出水口13。

反应器的顶部设有人孔1，反应器顶部设有排气口11和补料口10，反应器底部设有进气口8和排污口9；反应器的外部设有夹套3，夹套3上分别设有夹套进水口12和夹套出水口 13；反应器上设有对内部温度和pH进行监测的温度传感器5和pH传感器6。

进一步的，反应器内壁涂有防粘涂层。

进一步的，反应器内设有液下光源4，所述的液下光源4设在反应器内壁的中部。

进一步的，反应器内设有空气分布器7，所述的空气分布器7设在反应器的底部，与所述的进气口8相对而设。

进一步的，反应器内设有喷淋冲洗器2，所述的喷淋冲洗器2设在反应器内顶部。

使用时，微藻种子和培养液通过补料口10进入反应器内，二氧化碳通过进气口8并经过空气分布器7进入反应器内，在液下光源4的光照下微藻进行光合作用。在培养过程中由温度传感器5，pH传感器6对微藻生长条件进行监控，如果温度和pH异常则通过对夹套进水口12和夹套出水口13进行调控，引入合适温度的水在夹套3中实现对培养液温度的控制。在培养结束后，通过排污口9排出培养液，并通过喷淋冲洗器2对反应器内壁进行清洗。

Claims (5)

1.一种新型光生物反应器，它包括有人孔、夹套、温度传感器、pH传感器、进气口、排污口、补料口、排气口、夹套进水口、夹套出水口，其特征在于：反应器的顶部设有人孔，反应器顶部设有排气口和补料口，反应器底部设有进气口和排污口；反应器的外部设有夹套，夹套上分别设有夹套进水口和夹套出水口；反应器上设有对内部温度和pH进行监测的温度传感器和pH传感器。

2.根据权利要求1所述的一种新型光生物反应器，其特征在于：反应器内壁涂有防粘涂层。

3.根据权利要求1所述的一种新型光生物反应器，其特征在于：反应器内设有液下光源，所述的液下光源设在反应器内壁的中部。

4.根据权利要求1所述的一种新型光生物反应器，其特征在于：反应器内设有空气分布器，所述的空气分布器设在反应器的底部，与所述的进气口相对而设。

5.根据权利要求1所述的一种新型光生物反应器，其特征在于：反应器内设有喷淋冲洗器，所述的喷淋冲洗器设在反应器内顶部。