CN214142325U - 一种光源内置的气升式光生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光源内置的气升式光生物反应器，旨在有效提高微藻的繁殖速度。为此，本申请提供的气升式光生物反应器，包括罐体和设置在所述罐体内的透明导流筒，所述透明导流筒的筒壁内封装有光源，所述罐体的底部位于所述透明导流筒的正下方设有微气泡曝气器。

Description

一种光源内置的气升式光生物反应器

技术领域

本实用新型涉及一种生物反应器，尤其涉及一种光源内置的气升式光生物反应器。

背景技术

近几十年来，全球的各个研究机构对微藻进行了深入的研究。微藻具有高效的光合利用率，并且繁殖迅速可吸收空气中大连的CO2，从而可以达到缓解温室效应的目的；微藻可用作生产生物燃料，以减缓人类化石燃料的使用；在污水处理方面，微藻也起到了缓解水体富营养化的作用。因此，大量的培养这些工程微藻对于环境改善具有重大意义。在全球范围内的研究机构以及微藻公司都正在对如何提高微藻产能做大量研究。

培养微藻的方式主要有两种：

第一种，使用开放式跑道池塘大量培养微藻；

第二种，使用光生物反应器进行快速繁殖；

使用开放式跑道池塘一般是大规模的培养微藻，然而大规模培养微藻的前期工作离不开光生物反应器的预先扩培。因此，光生物反应器的扩培周期可能直接影响微藻大规模培养的生产周期。

其中，传统的柱式光生物反应器传质效果好、培养调价容易控制，但是存在单位光照面积较小，混合效果差，暗区时间过长，容易影响微藻的高密度培养。因此近几年人们对柱式光生物反应器进行不断的改造。目前，比较通用的改造方案是添加导流筒，也就是现在的气升式光生物反应器，这种结构促进了微藻与营养物质充分混合，从而保证微藻能稳定生长。

尽管如此，虽然传统的气升式光生物反应器能让营养均匀地被微藻吸收，但仍然无法保证光能的均匀分布，从而限制了微藻的繁殖速度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种光源内置的气升式光生物反应器，旨在有效提高微藻的繁殖速度。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种光源内置的气升式光生物反应器，包括罐体和设置在所述罐体内的透明导流筒，所述透明导流筒的筒壁内封装有光源，所述罐体的底部位于所述透明导流筒的正下方设有微气泡曝气器。

具体的，所述透明导流筒的筒壁内形成有环形密闭腔，所述光源均布在所述环形密封腔中。

具体的，所述透明导流筒包括内筒壁、外筒壁以及将所述内筒壁和外筒壁间的环形腔室两端封闭的端盖。

具体的，所述透明导流筒通过支架固定在所述罐体的中心处。

具体的，所述支架沿所述透明导流筒轴向均布，所述支架的顶端形成有悬挂在所述罐体上的挂钩。

具体的，所述罐体上设有取样口。

具体的，所述光源采用LED生长灯。

具体的，所述罐体采用透明材质制作。

具体的，所述LED生长灯通过导线连接至控制器，所述控制器可调节LED生长灯的启动个数、运行时长、光暗比以及光的颜色。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：设置在罐体底部的微气泡曝气器，通过曝气可以提高传质效率并促使营养混合的更充分，促使微藻加速生长，而导流筒内置的光源保证了系统内部每一个地方受到均匀的光照，能够保证微藻生物量的稳定积累(避免光照不足导致微藻细胞死亡)。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型实施例提供的气升式光生物反应器结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的气升式光生物反应器俯视图；

其中：1-罐体；101-取样口；2-透明导流筒；201-内筒壁；202-外筒壁；203-端盖；3-光源；4-微气泡曝气器；5-环形密闭腔；6-控制器；7-支架；701-挂钩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1和图2，一种光源内置的气升式光生物反应器，包括罐体1和设置在罐体1内的透明导流筒2，透明导流筒2的筒壁内封装有光源3，罐体1的底部位于透明导流筒2的正下方设有微气泡曝气器4。

在本申请实施例中，当微气泡曝气器4产生微气泡时，微气泡顺着导流筒垂直向上运动并携带着一些微藻向上运动。随后，当气泡到达液面时爆开消失，被携带至液面顶部的微藻向四周冲散并开始下沉。

随后，当微藻下沉至罐体1的底部时，将再次被微气泡曝气器4产生的微气泡携带至顶部，往复循环，从而可以提高传质效率并促使营养混合的更充分，促使微藻加速生长。而设置在透明导流筒2上的光源3保证了系统内部每一个地方受到均匀的光照，能够保证微藻生物量的稳定积累(避免光照不足导致微藻细胞死亡)。

为方便液体转移和取样，在罐体1上设有取样口取样口101，微藻浓度测验以及转移微藻浓液的时候可打开出液口进行取样以及液体转移。而为了提高传质效率，微气泡曝气器4产生的气泡尺寸在微米级别，气泡尺寸小于1mm。

参加图1和图2，具体的，透明导流筒2的筒壁内形成有环形密闭腔5，光源3均布在环形密封腔中，在实际设计中，光源3采用LED生长灯，LED生长灯通过导线与位于罐体1外的控制器6连接，控制器6可调节LED生长灯的启动个数、运行时长、光暗比以及光的颜色。在本申请实施例中，光源3的启动个数、运行时长、光暗比以及颜色的可控性有利于探究不同光照方式对微藻生长影响的对比实验，且具有较高的准确性。

参加图1和图2，可以理解的是，在实际应用中，透明导流筒2包括内筒壁201、外筒壁202以及将内筒壁201和外筒壁202间的环形腔室两端封闭的端盖203，内筒壁201、外筒壁202以及端盖203均采用机玻璃材质制作。上述设置，可以方便LED生长灯的安装，而端盖203可以通过胶粘的方式与内筒壁201及外筒壁202连接。

在本申请实施例中，透明导流筒2与传统导流筒有很大区别，传统导流筒一般为底面相通的有机玻璃材质的圆筒，而本实施例中的透明导流筒2由两层不同口径的有机玻璃圆筒构成。两个圆筒的空隙安装有8个LED生长灯，作为微藻光合作用的光源3。两个圆筒底部形成的圆环区域被有机玻璃封住以防止进水损坏LED生长灯。

参加图1，具体的，透明导流筒2通过支架7固定在罐体1的中心处，支架7沿透明导流筒2轴向均布，支架7的顶端形成有悬挂在罐体1上的挂钩701。在本申请实施例中，透明导流筒2外侧安装有用于悬挂在罐体1上的支架7，当支架7挂在罐体1上时，透明导流筒2悬空固定在罐体1的内部，在实际应用中，当透明导流筒2悬空固定在罐体1内时，透明导流筒2的轴线与罐体1的轴线重合。

为进一步提高光照能力，罐体1也采用有机玻璃等透明材质制作。

参加图1和图2，本申请实施例气升式光生物反应器的工作过程如下：

将透明导流筒2挂在罐体1上，利用控制器6调节LED生长灯的启动个数、光暗比、运行时长以及颜色来保证系统内部的光源3充足，至于控制器6与LED生长灯之间组成的控制电路，均为电学领域公知设计，在此不再赘述；

微气泡曝气器4产生出的微气泡带动系统的微藻沿着透明导流筒2向上运动；

随后，微气泡在液面顶部爆开并将微藻冲散到四周；

随后，由于罐体1内部的周围没有微气泡提供向上的动能，因此微藻由于自身重力，从罐体1与透明导流筒2之间的环形间隙下沉。

当微藻沉入底部时，在底部微气泡曝气器4的作用下，将微藻重新送至透明导流筒2内部，往复循环。

微藻浓度测试时可通过打开取样口101进行取样。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种光源内置的气升式光生物反应器，包括罐体(1)和设置在所述罐体(1)内的透明导流筒(2)，其特征在于：所述透明导流筒(2)的筒壁内封装有光源(3)，所述罐体(1)的底部位于所述透明导流筒(2)的正下方设有微气泡曝气器(4)。

2.根据权利要求1所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述透明导流筒(2)的筒壁内形成有环形密闭腔(5)，所述光源(3)均布在所述环形密闭腔(5)中。

3.根据权利要求2所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述透明导流筒(2)包括内筒壁(201)、外筒壁(202)以及将所述内筒壁(201)和外筒壁(202)间的环形腔室两端封闭的端盖(203)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述透明导流筒(2)通过支架(7)固定在所述罐体(1)的中心处。

5.根据权利要求4所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述支架(7)沿所述透明导流筒(2)轴向均布，所述支架(7)的顶端形成有悬挂在所述罐体(1)上的挂钩(701)。

6.根据权利要求1-3任一项所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述罐体(1)上设有取样口(101)。

7.根据权利要求1-3任一项所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述光源(3)采用LED生长灯。

8.根据权利要求7所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述LED生长灯通过导线连接至控制器(6)。

9.根据权利要求1-3任一项所述的气升式光生物反应器，其特征在于：所述罐体(1)采用透明材质制作。

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