CN209537477U - 一种雨生红球藻反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种雨生红球藻反应器，包括光生物反应器本体，光生物反应器本体顶面靠近右侧的位置处设置有气体排放管，气体排放管连接有尾气收集罐，光生物反应器本体右侧面的位置处设置有光照支架，光生物反应器本体左侧面的位置处设置有回流管，回流管中间的位置处设置有隔膜泵，光生物反应器本体左侧面靠近底部的位置处设置有进气连接管，进气连接管另一端的位置处连接有二氧化碳罐，光生物反应器本体内侧靠近底部的位置处设置有多根微孔曝气管；本装置中采用二氧化碳作为蛋白核小球生长所需的碳源，在整个过程中，管道气体流经转子流量计进入光生物反应器本体底部安置的微孔曝气管中，从而产生小而密集的气泡，利用隔膜泵实现藻液的循环。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种雨生红球藻反应器。
背景技术
传统的雨生红球藻反应器存在这一系列的问题，例如由明轮搅拌、鼓泡、泵等驱动的混合都会产生一定的剪切力，过强的混合效果不利于微藻细胞的生长，同时还会破坏细胞，基于上述问题，需要提供一种可以解决问题的雨生红球藻反应器。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种雨生红球藻反应器。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种雨生红球藻反应器，包括光生物反应器本体，所述光生物反应器本体顶面靠近左侧的位置处设置有进料口，所述光生物反应器本体右侧面靠近底部的位置处设置有出料管，所述光生物反应器本体顶面靠近右侧的位置处设置有气体排放管，所述气体排放管连接有尾气收集罐，所述光生物反应器本体右侧面的位置处设置有取样口，所述光生物反应器本体右侧面的位置处设置有光照支架，所述光照支架内安装有日光灯，所述光生物反应器本体左侧面的位置处设置有回流管，所述回流管两端分别设置在光生物反应器本体的顶部和底部，所述回流管中间的位置处设置有隔膜泵，所述光生物反应器本体左侧面靠近底部的位置处设置有进气连接管，所述进气连接管另一端的位置处连接有二氧化碳罐，所述光生物反应器本体内侧靠近底部的位置处设置有多根微孔曝气管。
优选地，所述进气连接管与所述气体排放管之间的位置处设置有CO2分析仪，所述CO2分析仪设置有连接用的导线，所述进气连接管和所述气体排放管顶面的位置处均设置有配合所述导线的固定块，所述导线表面与所述固定块接触的位置处设置有密封用的固定胶。
优选地，所述光生物反应器本体顶面位于进料口和气体排放管之间的位置处设置有pH检测仪和温度检测仪。
优选地，所述二氧化碳罐顶面的位置处设置有配合所述进气连接管的连接套管。
优选地，所述进气连接管靠近所述二氧化碳罐的位置处设置有除尘过滤箱体，所述除尘过滤箱体前端面的位置处设置有操作门板，所述除尘过滤箱体右侧面的中间位置处设置有第一连接套管。
优选地，所述取样口设置有三个，分别设置在所述光生物反应器本体的上、中、下的位置处。
优选地，所述光生物反应器本体右侧面的位置处设置有配合所述光照支架的调节支撑架，所述光照支架设置在两根所述调节支撑架之间的位置处。
优选地，所述微孔曝气管的孔径应为30-60μm。
优选地，所述进气连接管中间的位置处设置有流量计，所述流量计的数值应为0.1-6L/min。
优选地，所述温度检测仪的型号为热电阻式温度传感器PT100，所述pH检测仪的型号为电流型pH-1186，pH电极为ZXBL-1000pH。
本实用新型的工作原理：
(1)混合方面分析：在各类培养条件下(开放式光生物反应器和封闭式光生物反应器，混合都是影响微藻生物量产率的重要因素，例如，由混合带动的藻细胞在光区和暗区的转换可以提高光能利用率；混合有利于气液传质，有利于维持反应器各部分温度均一。
传统的由明轮搅拌、鼓泡、泵等驱动的混合都会产生一定的剪切力，过强的混合效果不利于微藻细胞的生长，采用封闭式光生物反应器培养微藻时，一般由鼓泡或机械泵驱动培养液流动，由此产生的剪切力较大，此外，采用鼓泡和泵驱动的方式需要的能耗也较高。
结论：可选用隔膜泵，气体作为动力，藻液为运输介质，选用隔膜泵目的是改善板式反应器的缺点(剪切力较大，损害藻细胞)，循环藻液、使气液混合均匀、增加传质系数，更好的利用吸收碳源。
隔膜泵特点：其工作原理为挤压式的，几乎没有剪切力，可以较好弥补以往板式反应器的缺点；工作中无热量产生，机器不会过热；因为隔膜泵对流体的搅动最小，流体不会过热；另外隔膜泵体积小易于移动，不需要地基，占地面极小，安装简便经济；可作为移动式物料输送泵。
(2)补碳方面分析：以提高CO2的吸收率：一是增加气液接触面积，如向培养液中鼓细小的气泡、采用喷淋的方式以及对流传质等；二是延长气液接触的时间，如设置隔板、补碳阱、鼓泡塔等，鼓泡是最简单的补碳方式，有槽型鼓泡反应器、鼓泡管式反应器、鼓泡塔等多种结构型式，直接鼓泡的投资少，操作简单，鼓泡可采用微孔曝气管、气石、空气分布器等。
本实用新型中采用微孔曝气管：在底部安装，CO2气体通过微孔曝气管后，变成很小的气泡，气液接触面积也增大，传质系数较高，可以提高微藻对CO2 的吸收率。
本实用新型的有益效果是：本装置中采用二氧化碳作为蛋白核小球生长所需的碳源，在整个过程中，管道气体流经转子流量计进入光生物反应器本体底部安置的微孔曝气管中，从而产生小而密集的气泡，利用隔膜泵实现藻液的循环，安装了平行布置的日光灯，作为雨生红球藻生长所需光源，在本装置中，通过改变日光灯与光生物反应器本体之间的距离来进行光照强度的调节，本装置的结构较为简单，成本较为低廉，适合推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的主视图；
图2为A处的放大图；
图3为B处的放大图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1、图2和图3所示的一种雨生红球藻反应器，包括光生物反应器本体 1，所述光生物反应器本体1顶面靠近左侧的位置处设置有进料口101，所述光生物反应器本体1右侧面靠近底部的位置处设置有出料管102，所述光生物反应器本体1顶面靠近右侧的位置处设置有气体排放管103，所述气体排放管103连接有尾气收集罐104，所述光生物反应器本体1右侧面的位置处设置有取样口 105，所述光生物反应器本体1右侧面的位置处设置有光照支架106，所述光照支架106内安装有日光灯，所述光生物反应器本体1左侧面的位置处设置有回流管107，所述回流管107两端分别设置在光生物反应器本体1的顶部和底部，所述回流管107中间的位置处设置有隔膜泵108，所述光生物反应器本体1左侧面靠近底部的位置处设置有进气连接管109，所述进气连接管109另一端的位置处连接有二氧化碳罐110，所述光生物反应器本体1内侧靠近底部的位置处设置有多根微孔曝气管111。
实施例1
所述进气连接管109与所述气体排放管103之间的位置处设置有CO2分析仪2，所述CO2分析仪2设置有连接用的导线201，所述进气连接管109和所述气体排放管103顶面的位置处均设置有配合所述导线201的固定块202，所述导线201表面与所述固定块202接触的位置处设置有密封用的固定胶203。
实施例2
所述光生物反应器本体1顶面位于进料口101和气体排放管103之间的位置处设置有pH检测仪112和温度检测仪113。
本实用新型中一个较佳的实施例，所述二氧化碳罐110顶面的位置处设置有配合所述进气连接管109的连接套管114。
实施例3
所述进气连接管109靠近所述二氧化碳罐110的位置处设置有除尘过滤箱体3，所述除尘过滤箱体3前端面的位置处设置有操作门板301，所述除尘过滤箱体3右侧面的中间位置处设置有第一连接套管302。
本实用新型中一个较佳的实施例，所述取样口105设置有三个，分别设置在所述光生物反应器本体1的上、中、下的位置处。
实施例4
所述光生物反应器本体1右侧面的位置处设置有配合所述光照支架106的调节支撑架115，所述光照支架106设置在两根所述调节支撑架115之间的位置处。
本实用新型中一个较佳的实施例，所述微孔曝气管111的孔径应为40μm： 30-60μm之间的孔径都可以取用。
本实用新型中一个较佳的实施例，所述进气连接管109中间的位置处设置有流量计116，所述流量计116的数值应为3L/min：0.1-6L/min之间的数值均为正常数值。
本实用新型中一个较佳的实施例，所述温度检测仪113的型号为热电阻式温度传感器PT100，所述pH检测仪112的型号为电流型pH-1186，pH电极为 ZXBL-1000pH。
本实用新型的工作原理：
(1)混合方面分析：在各类培养条件下(开放式光生物反应器和封闭式光生物反应器，混合都是影响微藻生物量产率的重要因素，例如，由混合带动的藻细胞在光区和暗区的转换可以提高光能利用率；混合有利于气液传质，有利于维持反应器各部分温度均一。
传统的由明轮搅拌、鼓泡、泵等驱动的混合都会产生一定的剪切力，过强的混合效果不利于微藻细胞的生长，采用封闭式光生物反应器培养微藻时，一般由鼓泡或机械泵驱动培养液流动，由此产生的剪切力较大，此外，采用鼓泡和泵驱动的方式需要的能耗也较高。
结论：可选用隔膜泵，气体作为动力，藻液为运输介质，选用隔膜泵目的是改善板式反应器的缺点(剪切力较大，损害藻细胞)，循环藻液、使气液混合均匀、增加传质系数，更好的利用吸收碳源。
隔膜泵特点：其工作原理为挤压式的，几乎没有剪切力，可以较好弥补以往板式反应器的缺点；工作中无热量产生，机器不会过热；因为隔膜泵对流体的搅动最小，流体不会过热；另外隔膜泵体积小易于移动，不需要地基，占地面极小，安装简便经济；可作为移动式物料输送泵。
(2)补碳方面分析：以提高CO2的吸收率：一是增加气液接触面积，如向培养液中鼓细小的气泡、采用喷淋的方式以及对流传质等；二是延长气液接触的时间，如设置隔板、补碳阱、鼓泡塔等，鼓泡是最简单的补碳方式，有槽型鼓泡反应器、鼓泡管式反应器、鼓泡塔等多种结构型式，直接鼓泡的投资少，操作简单，鼓泡可采用微孔曝气管、气石、空气分布器等。
本实用新型中采用微孔曝气管：在底部安装，CO2气体通过微孔曝气管后，变成很小的气泡，气液接触面积也增大，传质系数较高，可以提高微藻对CO2 的吸收率。
本实用新型的有益效果是：本装置中采用二氧化碳作为蛋白核小球生长所需的碳源，在整个过程中，管道气体流经转子流量计进入光生物反应器本体底部安置的微孔曝气管中，从而产生小而密集的气泡，利用隔膜泵实现藻液的循环，安装了平行布置的日光灯，作为雨生红球藻生长所需光源，在本装置中，通过改变日光灯与光生物反应器本体之间的距离来进行光照强度的调节，本装置的结构较为简单，成本较为低廉，适合推广使用。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种雨生红球藻反应器，其特征在于：包括光生物反应器本体，所述光生物反应器本体顶面靠近左侧的位置处设置有进料口，所述光生物反应器本体右侧面靠近底部的位置处设置有出料管，所述光生物反应器本体顶面靠近右侧的位置处设置有气体排放管，所述气体排放管连接有尾气收集罐，所述光生物反应器本体右侧面的位置处设置有取样口，所述光生物反应器本体右侧面的位置处设置有光照支架，所述光照支架内安装有日光灯，所述光生物反应器本体左侧面的位置处设置有回流管，所述回流管两端分别设置在光生物反应器本体的顶部和底部，所述回流管中间的位置处设置有隔膜泵，所述光生物反应器本体左侧面靠近底部的位置处设置有进气连接管，所述进气连接管另一端的位置处连接有二氧化碳罐，所述光生物反应器本体内侧靠近底部的位置处设置有多根微孔曝气管。
2.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述进气连接管与所述气体排放管之间的位置处设置有CO2分析仪，所述CO2分析仪设置有连接用的导线，所述进气连接管和所述气体排放管顶面的位置处均设置有配合所述导线的固定块，所述导线表面与所述固定块接触的位置处设置有密封用的固定胶。
3.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述光生物反应器本体顶面位于进料口和气体排放管之间的位置处设置有pH检测仪和温度检测仪。
4.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述二氧化碳罐顶面的位置处设置有配合所述进气连接管的连接套管。
5.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述进气连接管靠近所述二氧化碳罐的位置处设置有除尘过滤箱体，所述除尘过滤箱体前端面的位置处设置有操作门板，所述除尘过滤箱体右侧面的中间位置处设置有第一连接套管。
6.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述取样口设置有三个，分别设置在所述光生物反应器本体的上、中、下的位置处。
7.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述光生物反应器本体右侧面的位置处设置有配合所述光照支架的调节支撑架，所述光照支架设置在两根所述调节支撑架之间的位置处。
8.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述微孔曝气管的孔径应为30-60μm。
9.根据权利要求1所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述进气连接管中间的位置处设置有流量计，所述流量计的数值应为0.1-6L/min。
10.根据权利要求3所述的雨生红球藻反应器，其特征在于：所述温度检测仪的型号为热电阻式温度传感器PT100，所述pH检测仪的型号为电流型pH-1186，pH电极为ZXBL-1000pH。
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