CN213895792U - 微藻光自养异养耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微藻光自养异养耦合装置，其主体为罐体，罐体设有不透光的内腔和透光的外腔，罐体的内腔和外腔底部均设有带阀门的出料口，罐体的内腔和外腔各自顶部均设有进气孔和出气孔，以及带阀门的进料口，内腔的进气孔内密封插入延伸至内腔底部的进气管，进气管外接供气机的排气口；内腔的出气孔密封连接导管，导管沿所述外腔顶部的进气孔密封插入并伸入至外腔底部，外腔的排气口密封连接排气管，排气管连接所述供气机的进气口；所述罐体的顶部固定连接电机，电机连接转轴，转轴密封伸入所述内腔并固定连接搅拌叶片。通过上述结构，实现了微藻光自养与异养耦合在同一个生物反应器内，降低整个微藻的生长成本，提高生长效率。

Description

微藻光自养异养耦合装置

技术领域

本实用新型涉及微藻养殖装置，是一种微藻光自养异养耦合装置。

背景技术

目前，现有一些微藻既可以利用光和二氧化碳开展光合作用进行生长，也可以利用有机碳源（如葡萄糖）进行异养好氧生长（发酵）。微藻的光自养生长需要消耗无机碳源二氧化碳，并产生氧气，而微藻的异养生长则需要消耗氧气，并产生二氧化碳。如果能够将微藻的光自养和异养培养耦合在一个生物反应器内，则显然可以实现碳的循环，能够降低微藻光自养培养二氧化碳的供应成本，以及降低微藻异养培养的高搅拌转速，从而降低整个微藻的生长成本，提高生长效率。但现有技术还未有公开有适合于微藻光自养和异养耦合的装置，故有待对设计一种这样的装置。

发明内容

为克服上述不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种微藻光自养异养耦合装置，使其解决现有微藻仅采用光自养或异养培养时，设备要求高，成本投入较大，微藻生长效率欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种微藻光自养异养耦合装置，其结构要点在于该耦合装置主体为罐体，罐体设有不透光的内腔和透光的外腔，罐体的内腔和外腔底部均设有带阀门的出料口，罐体的内腔和外腔各自顶部均设有进气孔和出气孔，以及带阀门的进料口，内腔的进气孔内密封插入延伸至内腔底部的进气管，进气管外接供气机的排气口；内腔的出气孔密封连接导管，导管沿所述外腔顶部的进气孔密封插入并伸入至外腔底部，外腔的排气口密封连接排气管，排气管连接所述供气机的进气口；所述罐体的顶部固定连接电机，电机连接转轴，转轴密封伸入所述内腔并固定连接搅拌叶片。通过上述结构，将罐体内分隔形成内腔和外腔，内腔作为异养区，外腔作为光自养区，并通过导管将异养的内腔与光自养的外腔相通，实现将异养区产生的二氧化碳供给光自养区进行光合作用，而光自养区产生的氧气通过排气管排至供气机，由供气机通过进气管供给异养区，提供异养所需的氧气，以此实现光自养与异养之间的碳循环，降低微藻光自养培养二氧化碳的供应成本。由于内腔供氧的氧含量提高，故能够降低微藻异养培养的搅拌转速，减少能耗，从而降低整个微藻的生长成本，提高生长效率。

所述供气机设有两个进气口，其中一个进气口连接所述排气管，另一个进气口导通外部空气。通过该结构，使供气机供气的含氧量要高于一般空气的含氧量，有利于异养培养。

所述罐体的底部设有对所述外腔和/或内腔加热的加热器，且罐体内腔和外腔均设有用于感应对应腔内培养液温度的温度感应器。通过该结构，方便根据需要对罐体加热，从而调节内腔、外腔内培养液的温度，有利于提高微藻生长效率。

所述内腔顶部进气孔所连接的进气管管路中设有空气除菌过滤器。通过该结构，防止杂质或杂菌进入内腔，保证内腔内异养培养的可靠性。

所述罐体的内腔与外腔均为筒状，且内腔的外壁为非透光反射面，外腔的外壁为透光面。通过该结构，有效提高外腔光自养的效率。

所述罐体的内腔顶部的出气孔设有至少一个，且各出气孔均对应连接一根所述导管，各导管平行间隔分布于所述外腔内。通过该结构，有利于导管向外腔内均匀供氧，以使光自养中二氧化碳充分反应进行光合作用，提高微藻生长效率。

本实用新型整体结构较为简单，实现了微藻光自养与异养耦合在同一个生物反应器内，降低整个微藻的生长成本，提高生长效率，适合作为微藻光自养和异养的反应器使用，或同类反应器结构的改进。

附图说明

图1是本实用新型的内部剖视结构示意图。

图2是图1中罐体的顶面结构示意图。

图3是本实用新型的工作原理方框图。

图中序号及名称为：1、罐体，101、内腔，102、外腔，2、电机，3、搅拌叶片，4、导管，5、排气管，6、供气机，7、进气管，8、空气除菌过滤器。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型作进一步描述。

如图1-3所示，该微藻光自养异养耦合装置的主体为罐体1，罐体设有内腔101和外腔102，内腔与外腔均为筒状，且内腔的外壁为非透光反射面，外腔的外壁为透光面。罐体的内腔和外腔底部均设有带阀门的出料口，罐体的内腔和外腔各自顶部均设有进气孔、出气孔，以及带阀门的进料口。内腔的进气孔内密封插入延伸至内腔底部的进气管7，进气管外接供气机6的排气口，且进气管管路中连接设有空气除菌过滤器8。内腔的出气孔密封连接导管4，导管沿外腔顶部的进气孔密封插入并伸入至外腔底部，外腔的排气口密封连接排气管5，排气管连接供气机的其中一个进气口，供气机的另一个进气口导通外部空气。罐体的顶部固定连接电机2，电机连接转轴，转轴密封伸入内腔并固定连接搅拌叶片3。上述密封部位均是采用密封圈实现密封。

除上述结构以外，亦可罐体1的底部设有对外腔102和内腔101加热的加热器，且罐体内腔和外腔均设有用于感应对应腔内培养液温度的温度感应器，以此实现罐体内温度调节。

上述罐体1内腔101顶部的出气孔亦可设有多个，且各出气孔均对应连接一根导管4，各导管平行间隔分布于外腔102内。从而使内腔排入外腔的二氧化碳分布均匀，易被外腔光自养充分利用进行光合作用，提高微藻生长率。

该耦合装置的工作过程为：首先，通过罐体1顶部内腔101、外腔102的进料口，向罐体的内腔和外腔分别导入相应的微藻培养液。然后关闭出料口的阀门，通过开启供气机6，向内腔中提供氧气，再开启电机2，电机带动搅拌叶片3实现内腔内培养液的搅拌，搅拌使内腔的氧气充分溶于培养液中。氧气经内腔的异养消耗，生成二氧化碳，二氧化碳经内腔顶部连接的导管4排入外腔内的底部，外腔的光自养（光合作用）消耗二氧化碳，生产氧气，氧气由外腔顶部排气管5排至供气机的进气口中，由供气机将该氧气与空气混合，且混合后含氧量高于一般空气，供气机将混合后的空气再次供给内腔进行异养培养。由上述循环，实现光自养与异养的同时进行，且实现碳的循环，有效降低微藻光自养培养二氧化碳的供应成本，以及降低微藻异养培养的高搅拌转速，从而降低整个微藻的生长成本，提高了生长效率。

Claims (6)

1.一种微藻光自养异养耦合装置，其特征在于该耦合装置主体为罐体（1），罐体设有不透光的内腔（101）和透光的外腔（102），罐体的内腔和外腔底部均设有带阀门的出料口，罐体的内腔和外腔各自顶部均设有进气孔、出气孔，以及带阀门的进料口，内腔的进气孔内密封插入延伸至内腔底部的进气管（7），进气管外接供气机（6）的排气口；内腔的出气孔密封连接导管（4），导管沿所述外腔顶部的进气孔密封插入并伸入至外腔底部，外腔的排气口密封连接排气管（5），排气管连接所述供气机的进气口；所述罐体的顶部固定连接电机（2），电机连接转轴，转轴密封伸入所述内腔并固定连接搅拌叶片（3）。

2.根据权利要求1所述的微藻光自养异养耦合装置，其特征在于所述供气机（6）设有两个进气口，其中一个进气口连接所述排气管（5），另一个进气口导通外部空气。

3.根据权利要求1所述的微藻光自养异养耦合装置，其特征在于所述罐体（1）的底部设有对所述外腔（102）和/或内腔（101）加热的加热器，且罐体内腔和外腔均设有用于感应对应腔内培养液温度的温度感应器。

4.根据权利要求1所述的微藻光自养异养耦合装置，其特征在于所述内腔（101）顶部进气孔所连接的进气管（7）管路中设有空气除菌过滤器（8）。

5.根据权利要求1所述的微藻光自养异养耦合装置，其特征在于所述罐体（1）的内腔（101）与外腔（102）均为筒状，且内腔的外壁为非透光反射面，外腔的外壁为透光面。

6.根据权利要求1所述的微藻光自养异养耦合装置，其特征在于所述罐体（1）的内腔（101）顶部的出气孔设有至少一个，且各出气孔均对应连接一根所述导管（4），各导管平行间隔分布于所述外腔（102）内。

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