CN215050122U - 一种用于微藻培养的立体循环波动式跑道池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，包括第一架体和第二架体，其中第一架体上设有多层倾斜的第一跑道，第二架体上设有多层倾斜的第二跑道，第一跑道和第二跑道沿着高度方向交错设置且倾斜方向相反，第一跑道两端设有第一缓冲槽，第二跑道两端设有第二缓冲槽，且第一缓冲槽与同侧相邻的第二缓冲槽连通，最底层跑道的输出端设有密封的缓冲罐，且所述缓冲罐与一个泵的输入端连接，所述泵的输出端通过管路与最上层跑道连接，第一缓冲槽、第二缓冲槽、缓冲罐中均设有曝气管，第一跑道、第二跑道、第一缓冲槽、第二缓冲槽均密封。本实用新型在相同土地面积上实现多层排布及循环坡度自流，节省土体面积同时也提高了生产效率。

Description

一种用于微藻培养的立体循环波动式跑道池

技术领域

本实用新型涉及光生物反应器领域，具体地说是一种用于微藻培养的立体循环波动式跑道池。

背景技术

微藻是一类光合自养微生物，可以通过固定二氧化碳生产多种化学品，比如脂肪烃、甘油等，因其生长速度快，能够利用废水废气培养等优势，在世界范围内受到了越来越多的关注。

目前，微藻的培养主要是在光生物反应器中进行，用于微藻培养的光生物反应器主要有开放式和封闭式两种，开放式是指开放池培养装置，如跑道池、圆形池，这类反应器具有操作简单，投资低廉等特点，这种结构的装置在螺旋藻、小球藻、盐藻等工业化生产中获得了广泛应用，封闭式是指采用不同结构的密闭式的光生物反应器，如气升式、搅拌式、管式等，可用于生产高价值产物(如药物或保健品)或作为开放池培养的种子罐。

在传统的规模化微藻培养过程中，跑道池是典型代表，应用也最为广泛。传统跑道池占地面积较大，养殖深度在20～50公分，由于光衰减作用，深层的藻细胞不能够接触到光照，光合效率低，生物量产率也较低大，但传统的跑道池同时又具有构造简单、建设成本低等特点，如何将其改进以规避占地面积大、生产效率低的缺陷是需要考虑的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，在相同土地面积上实现多层排布及循环坡度自流，节省土体面积同时也提高了生产效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，包括第一架体和第二架体，其中第一架体上设有多层倾斜的第一跑道，第二架体上设有多层倾斜的第二跑道，第一跑道和第二跑道沿着高度方向交错设置且倾斜方向相反，第一跑道两端设有第一缓冲槽，第二跑道两端设有第二缓冲槽，且第一缓冲槽与同侧相邻的第二缓冲槽连通，最底层跑道的输出端设有密封的缓冲罐，且所述缓冲罐与一个泵的输入端连接，所述泵的输出端通过管路与最上层跑道连接，所述第一缓冲槽、第二缓冲槽、缓冲罐中均设有曝气管，所述第一跑道、第二跑道、第一缓冲槽、第二缓冲槽均密封。

所述第一跑道、第二跑道、第一缓冲槽、第二缓冲槽上侧均设有密封的上盖板。

所述曝气管均与一个储气罐连接。

第一缓冲槽与同侧相邻的第二缓冲槽之间沿着高度方向留有空隙。

第一缓冲槽与同侧相邻的第二缓冲槽等高设置。

第一缓冲槽上和第二缓冲槽上均设有用于管路连接的连接孔。

所述第一缓冲槽和第二缓冲槽截面均成U型且槽底设有曝气管。

第一跑道内以及第二跑道内的微藻液体培养深度均为6毫米至10厘米，第一跑道长宽比及第二跑道长宽比均为5:1到10：1。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型在相同土地面积上实现多层排布及循环坡度自流，节省土体面积同时也提高了生产效率。

2、本实用新型各个跑道上侧以及各个缓冲槽上侧均设有上盖板，使得每个坡道均封闭，缓冲罐可采用密封桶状结构并通过管路与相邻的缓冲槽连通，相邻缓冲槽之间管路连接也为全封闭状态，这样整个反应器就可以做到全封闭状态，形成一个洁净生产微藻的环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为图1中的跑道端部示意图，

图3为图1中另一种情况的跑道端部示意图，

图4为图1中本实用新型的主视图，

图5为图4中本实用新型的侧视图，

图6为图1中本实用新型的最底层跑道示意图。

其中，1为第一跑道，2为第一架体，3为第二架体，4为第二跑道，5为第一缓冲槽，6为第二缓冲槽，7为连接孔，8为缓冲罐，9为泵，10为储气罐。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1～6所示，本实用新型包括第一架体2和第二架体3，其中第一架体2上设有多层倾斜的第一跑道1，第二架体3上设有多层倾斜的第二跑道4，并且如图4所示，第一跑道1和第二跑道4沿着高度方向交错设置且倾斜方向相反，所述第一跑道1两端设有第一缓冲槽5，所述第二跑道4两端设有第二缓冲槽6，且所述第一缓冲槽5与同侧相邻的第二缓冲槽6连通，如图6所示，最底层跑道的输出端设有缓冲罐8，且所述缓冲罐8与一个泵9的输入端连接，所述泵9的输出端通过管路与最上层跑道连接，所述第一缓冲槽5、第二缓冲槽6、缓冲罐8中均设有曝气管，如图6所示，所述曝气管与一个储气罐10连接，其可以通过曝气的方式补充二氧化碳和去除光合产生的氧气，另外所述第一跑道1、第二跑道4、第一缓冲槽5、第二缓冲槽6上侧均设有上盖板，这样便使得每个坡道均封闭，所述缓冲罐8可采用密封桶状结构并通过管路与相邻的缓冲槽连通，相邻缓冲槽之间管路连接也为全封闭状态，这样整个反应器就可以做到全封闭状态，形成一个洁净生产微藻的环境。

如图2所述，第一缓冲槽5与同侧相邻的第二缓冲槽6之间可以留有一定高度的空隙，在第一缓冲槽5和第二缓冲槽6上均设有用于管路连接的连接孔7，如图3所示，第一缓冲槽5与同侧相邻的第二缓冲槽6也可以等高设置。

如图2～3所示，所述第一缓冲槽5和第二缓冲槽6截面均成U型且槽底设有一根等长的曝气管。

本实用新型的第一跑道1层数和第二跑道4层数可根据实际情况设计，如图1所示实施例中，第一跑道1设置为四层，第二跑道4设置为五层，跑道长度可以为25米长、1米宽，或者28长、4米宽，跑道内微藻液体的培养深度可以为6毫米至10厘米，跑道长宽比可以为5:1到10：1，具体尺寸可以根据实际情况选择设计，跑道材质可以选择不锈钢、有机玻璃、PVC格网布或玻璃钢。

本实用新型的工作原理为：

如图1～6所示，本实用新型在相同土地面积上实现多层排布，并且每层跑道倾斜设置实现循环坡度自流，规避了传统跑道池占地面积大的缺陷，另外可以根据光照特性，使各层跑道之间保持一定的高度距离，最下一层跑道的液体流至缓冲罐8中，在罐内经过气液交换后由泵9输送到最上一层的跑道上，使液体实现循环自流波动，而每个缓冲槽均设有曝气管，可以通过曝气的方式补充二氧化碳和去除光合产生的氧气，所述缓冲罐8中也设有曝气管，最后一层液体流下后可以在缓冲罐8中曝气，脱氧。

另外本实用新型各个跑道上侧以及各个缓冲槽上侧均设有上盖板，使得每个坡道均封闭，所述缓冲罐8可采用密封桶状结构并通过管路与相邻的缓冲槽连通，相邻缓冲槽之间管路连接也为全封闭状态，这样整个反应器就可以做到全封闭状态，形成一个洁净生产微藻的环境。

下面列举几个实施例进一步说明。

实施例1：本实施例结构为双排5层不锈钢跑道池，每个流道的尺寸规格为长120cm，宽30cm，折边高8cm，每个流道的缓冲槽的横截面是半径为5cm的半圆形，长度与流道的宽度一致，总体装液总量为150L，总高为150cm，每层等距离排布。本实施例主体材质为316L不锈钢、固定支架材质为304、管路材质为PVC。

本实施例培养藻种为螺旋藻，培养基是常用的Z氏培养基，接种密度折合干重为0.3g/L。在自然条件下培养，光照时间约为10小时，温度20℃。培养过程中在每个缓冲槽内曝气(含1％CO2体积比的空气)，循环泵9扬程2m，流量每小时2吨，可变速调节至每层流道液体流速约为50cm每秒。

经过5天时间的培养，螺旋藻密度达到2.5g/L，折合面积产率为18.3克每平方米每天。

实施例2：本实施例结构为双排2层，采用不锈钢网格支架和PVC格网布流道，每个流道的尺寸规格为长28米，宽4米，折边高0.2米，每个流道的缓冲槽的横截面是半径为0.3米的半圆形，长度与流道的高度一致，流道倾斜度为1.7％，总体装液量为4000L，总高1.5米，每层等距离排布。本实施例主体材质为钢架结构、管路材质为PVC。

本实施例培养藻种为小球藻，培养基是常用的BG11培养基，接种密度折合干重为0.3g/L。在自然条件下培养，光照时间约为10小时，温度25℃。培养过程中在每个缓冲槽内曝气(含5％CO2体积比的空气，循环泵扬程为2米，流量每小时20吨，可变速调节至每层流道液体流速约为60公分每秒。

经过5天的时间的培养，小球藻密度达到10g/L，折合面积产率为17.3克每平方米每天。

实施例3：本实用新型结构为双排2层，不锈钢网格支架和玻璃钢流道，每个流道的尺寸规格为长50米，宽1米，边高0.2米，每个流道的缓冲槽的横截面是半径为0.3米的半圆形，长度与流道的高度一致，流道倾斜度为1.6％，总体装液量为2000L，总高1.5米，每层等距离排布。本实施例主体材质为钢架结构、管路材质为PVC。

培养藻种为小球藻，培养基是常用的BG11培养基，接种密度折合干重为0.3g/L。在自然条件下培养，光照时间约为10小时，温度25℃。培养过程中在每个缓冲槽内曝气(含5％CO2体积比的空气，循环泵9扬程为2米，流量每小时20吨，可变速调节至每层流道液体流速约为60公分每秒。

经过5天的时间的培养，小球藻密度达到12g/L，折合面积产率为23.4克每平方米每天。

Claims (8)

1.一种用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：包括第一架体(2)和第二架体(3)，其中第一架体(2)上设有多层倾斜的第一跑道(1)，第二架体(3)上设有多层倾斜的第二跑道(4)，第一跑道(1)和第二跑道(4)沿着高度方向交错设置且倾斜方向相反，第一跑道(1)两端设有第一缓冲槽(5)，第二跑道(4)两端设有第二缓冲槽(6)，且第一缓冲槽(5)与同侧相邻的第二缓冲槽(6)连通，最底层跑道的输出端设有密封的缓冲罐(8)，且所述缓冲罐(8)与一个泵(9)的输入端连接，所述泵(9)的输出端通过管路与最上层跑道连接，所述第一缓冲槽(5)、第二缓冲槽(6)、缓冲罐(8)中均设有曝气管，所述第一跑道(1)、第二跑道(4)、第一缓冲槽(5)、第二缓冲槽(6)均密封。

2.根据权利要求1所述的用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：所述第一跑道(1)、第二跑道(4)、第一缓冲槽(5)、第二缓冲槽(6)上侧均设有密封的上盖板。

3.根据权利要求1所述的用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：所述曝气管均与一个储气罐(10)连接。

4.根据权利要求1所述的用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：第一缓冲槽(5)与同侧相邻的第二缓冲槽(6)之间沿着高度方向留有空隙。

5.根据权利要求1所述的用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：第一缓冲槽(5)与同侧相邻的第二缓冲槽(6)等高设置。

6.根据权利要求1所述的用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：第一缓冲槽(5)上和第二缓冲槽(6)上均设有用于管路连接的连接孔(7)。

7.根据权利要求1所述的用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：所述第一缓冲槽(5)和第二缓冲槽(6)截面均成U型且槽底设有曝气管。

8.根据权利要求1所述的用于微藻培养的立体循环波动式跑道池，其特征在于：第一跑道(1)内以及第二跑道(4)内的微藻液体培养深度均为6毫米至10厘米，第一跑道(1)长宽比及第二跑道(4)长宽比均为5:1到10：1。

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