CN216584975U - 密闭循环式微藻培育装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种密闭循环式微藻培育装置，包括：循环罐、驱动泵、循环管路、气源、安装架，循环罐、驱动泵、循环管路之间连接构成循环通路，循环管路由主进液管、主排液管、多个主体管道、多个排气装置、多个气液混合装置组成蛇形结构，主进液管、所有主体管道、主排液管构成循环管路的水平段，所有主体管道位于主进液管和主排液管之间，且主进液管位于主排液管的上方，所有排气装置和所有气液混合装置均构成循环管路的竖直段，气源与所有气液混合装置同时连接。本申请能够达到及时排出氧气以及及时补充二氧化碳的目的，有效提高了微藻在循环管中光合作用的效率。

Description

密闭循环式微藻培育装置

技术领域

本申请涉及多元藻液生产技术，尤其涉及一种密闭循环式微藻培育装置。

背景技术

多元藻液是一种生物肥，多元藻液对农作物增产提质、改善土壤结构、增加土壤养分、增强农作物生理机能具有明显效果。在多元藻液生产过程中，需要通过光生物反应器对微藻进行培育。

目前，在微藻培育过程中，通常使用管式光生物反应器对微藻进行培育。管式光生物反应器主要由循环管道、循环罐和驱动泵三部分组成。其中，在驱动泵的作用下液体沿循环管道流动，同时接收自然光或人工光照进行光合作用，流动一定距离后返回循环罐，在此处进行气液交换，脱除光合作用产生的氧气并补充二氧化碳，然后再由泵打回循环管道内。

但是，微藻在循环管道内流动的同时进行光合作用，随着流动距离的增加，溶液中的氧气逐渐增多，因此，微藻在循环管道中流动一定时间后，循环管道不能及时排出氧气，随着氧气的逐渐增多会抑制光合作用，进而降低了微藻的培育效率。另外，随着微藻在循环管道中进行光合作用不断消耗二氧化碳，导致微藻在循环管道中流动一定时间后，循环管道内不能及时补充二氧化碳，进而也会影响微藻的光合作用。

实用新型内容

本申请提供一种密闭循环式微藻培育装置，用以解决目前使用的管式光生物反应器在培育微藻过程中，管式光生物反应器的循环管道不能及时排出氧气以及补充二氧化碳，从而导致微藻光合作用效率低的问题。

本申请提供一种密闭循环式微藻培育装置，包括：循环罐、驱动泵、循环管路、用于提供二氧化碳和空气混合气体的气源、安装架，所述循环罐、所述驱动泵、所述循环管路之间连接构成循环通路并均安装在安装架上；

所述循环管路由主进液管、主排液管、多个均匀分布的主体管道、多个均匀分布的排气装置、多个均匀分布的气液混合装置组成竖直分布的蛇形结构；

其中，所述主进液管、所有所述主体管道、所述主排液管均采用透明材质并构成循环管路的水平段，所有所述主体管道位于所述主进液管和所述主排液管之间，且所述主进液管位于所述主排液管的上方，所有所述排气装置均位于所述循环管路的一侧端，所有所述气液混合装置均位于所述循环管路的另一侧端，所有所述排气装置和所有所述气液混合装置均构成所述循环管路的竖直段；

所述气源与所有所述气液混合装置同时连接。

可选的，所述循环罐设有加液口，所述循环罐采用透明材质。

可选的，所述排气装置包括排气罐，所述排气罐的下部为斗形结构，所述排气罐的上端连接有第一进液管，所述排气罐的下端连接有第一排液管，所述排气罐上安装有单向排气阀；

其中，所述排气罐的内径大于所述第一进液管的内径，所述排气罐采用透明材质，所述第一进液管和所述第一排液管均与其对应的所述循环管路的水平段连接。

可选的，所述气液混合装置包括混合罐，所述混合罐的底部为斗形结构，所述混合罐的内部设有导气筒，且所述导气筒与所述混合罐之间构成环形腔体，所述环形腔体的内部设有螺旋结构的混合通道，所述导气筒的圆周端安装有多个呈螺旋均匀分布且延伸至所述混合通道内的曝气头，所述混合罐的上端连接有第二进液管，所述混合罐的下端连接有第二排液管；

其中，所述混合罐采用透明材质，所述导气筒为上端开口的中空结构，所述导气筒的开口端延伸出所述混合罐并与所述气源连接，所述第二进液管和所述第二排液管均和与其对应的所述循环管路的水平段连接。

可选的，所述气源包括用于储存二氧化碳和空气混合气体的储存罐，所述储存罐连接有输气管路，所述输气管路上安装有气泵，所述输气管路与所有所述导气筒同时连接。

可选的，所述循环管路的两个相邻水平段之间均设有LED灯管，所述LED灯管可拆卸安装在所述安装架上。

可选的，所述循环罐的排液口连接有输送管路，且所述输送管路与所述主进液管连接，所述驱动泵安装在所述输送管路上，所述主排液管与所述循环罐连接；

其中，所述输送管路上安装有第一阀门，所述输送管路上设有位于所述第一阀门下方的出液管，所述出液管上安装有第二阀门，其中，所述输送管路采用透明材质。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的密闭循环式微藻培育装置，通过设有由主进液管、主排液管、多个主体管道、多个排气装置、多个气液混合装置组成的循环管路，其中，主进液管、主排液管、多个主体管道构成循环管路的水平段，多个排气装置和多个气液混合装置构成循环管路的竖直段，且主进液管位于主排液管上方，多个主体管道位于主进液管和主排液管之间，使得微藻及其培养液能够沿循环管路自上而下流动，微藻及其培养液流经气液混合装置时，气液混合装置进行补充二氧化碳，微藻及其培养液流经排气装置时，排气装置能够排出培养液中的氧气。从而达到了微藻在培养过程中能够及时排出氧气以及及时补充二氧化碳的目的，代替了现有的管式光生物反应器只能循环罐中进行排气和补充二氧化碳的方式，有效提高了微藻在循环管中光合作用的效率。

本申请提供的密闭循环式微藻培育装置，通过气液混合装置设有螺旋结构的混合通道，以及设有多个呈螺旋分布且能向混合通道喷气的曝气头，使得微藻及其培养液在沿混合通道流动的时候，曝气头能够向混合通道中喷入二氧化碳和空气的混合气体为微藻光合作用提供原料。而且，微藻及其培养液呈螺旋流动的同时多个螺旋分布曝气头向其曝气，能够使二氧化碳和空气的混合气体均匀充分的混合在培养液中，微藻对二氧化碳的吸收更彻底，从而更好地进行光合作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的密闭循环式微藻培育装置的主视结构示意图；

图2为本申请实施例提供的密闭循环式微藻培育装置的循环管路主视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的密闭循环式微藻培育装置的气液混合装置主视剖面结构示意图；

图4为本申请实施例提供的密闭循环式微藻培育装置的排气装置主视剖面结构示意图。

附图标记说明：循环罐1、驱动泵2、矩形环3、底板4、安装组件5、主进液管6、主排液管7、主体管道8、排气装置9、排气罐10、第一进液管11、第一排液管12、单向排气阀13、气液混合装置14、混合罐15、导气筒16、混合通道17、曝气头18、第二进液管19、第二排液管20、螺旋叶片21、输送管路22、加液口23、储存罐24、输气管路25、气泵26、 LED灯管27、第一阀门28、出液管29、第二阀门30。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，也属于本申请保护的范围。

如图1-图4所示，本申请一实施例提供的密闭循环式微藻培育装置，包括：循环罐1、驱动泵2、循环管路、用于提供二氧化碳和空气混合气体的气源、安装架，循环罐1、驱动泵2、循环管路之间连接构成循环通路并均安装在安装架上。

具体地，安装架包括矩形环3，矩形环3呈竖直分布，矩形环3的底部采用焊接的方式固定有底板4，循环罐1的底部采用螺栓连接的方式固定有第一底座，第一底座采用螺栓连接的方式安装在底板4上，矩形环3 上采用螺栓连接的方式固定有安装组件5，循环管路通过可拆卸的方式固定在安装组件5上。

循环管路由主进液管6、主排液管7、多个均匀分布的主体管道8、多个均匀分布的排气装置9、多个均匀分布的气液混合装置14组成竖直分布的蛇形结构。

其中，主进液管6、所有主体管道8、主排液管7均采用透明材质并构成循环管路的水平段，所有主体管道8位于主进液管6和主排液管7之间，且主进液管6位于主排液管7的上方，所有排气装置9均位于循环管路的一侧端，所有气液混合装置14均位于循环管路的另一侧端，所有排气装置9和所有气液混合装置14均构成循环管路的竖直段。

具体地，安装组件5上采用螺栓连接的方式固定有多个分别与主进液管6、所有主体管道8、主排液管7对应的塑料卡扣，主进液管6、所有主体管道8、主排液管7分别卡接在与其对应的塑料卡扣上。

气源与所有气液混合装置14同时连接。

循环罐1的排液口采用螺纹密连接的方式连接有输送管路22，且输送管路22与主进液管6采用螺纹密封连接的方式连接，驱动泵2安装在输送管路22上，主排液管7与循环罐1采用螺纹密封连接的方式连接。

上述实施例的工作原理：通过驱动泵2带动微藻及其培养液在循环罐1、驱动泵2、循环管路之间构成的循环通路上循环流动，气源为气液混合装置14提供二氧化碳和空气的混合气体。其中，微藻及其培养液沿循环管路自上而下流动，微藻及其培养液在流经气液混合装置14时，气液混合装置14能将二氧化碳和空气的混合气体与培养液进行混合，进而达到向培养液中补充二氧化碳的目的，使得微藻更好的进行光合作用；微藻及其培养液流经排气装置9时，排气装置9能将培养液中的氧气排出，避免氧气抑制微藻的光合作用。通过循环管路上设有多个气液混合装置14和多个排气装置9，即循环管路上有多个二氧化碳补充位置和多个排气位置，进而能够及时补充二氧化碳和及时排气，有效提高了微藻的光合作用效率。

在本申请的一些实施例中，循环罐1设有加液口23，循环罐1采用透明材质。

具体地，加液口23包括加液管，加液管采用密封焊接的方式固定在循环罐1的上端并与循环罐1连通，加液管的上端采用可拆卸密封的方式安装有密封盖。

上述实施例的工作原理：加液口23的设计是为了便于添加微藻及其培养液，循环罐1采用透明材质是为了达到流经循环罐1的微藻也能受到光照进行光合作用。

在本申请的一些实施例中，排气装置9包括竖直分布的排气罐10，排气罐10的下部为斗形结构，便于微藻及其培养液流出排气罐10，排气罐 10的上端采用密封焊接的方式连接有第一进液管11，排气罐10的下端采用密封焊接的方式连接有第一排液管12，排气罐10上采用螺纹密封连接的方式安装有单向排气阀13。

其中，排气罐10的内径大于第一进液管11的内径，排气罐10采用透明材质，第一进液管11和第一排液管12均与其对应的循环管路的水平段采用螺纹密封连接的方式可拆卸连接。

上述实施例的工作原理：由于排气罐10呈竖直分布，且排气罐10的内径大于第一进液管11的内径，微藻及其培养液从第一进液管11进入排气罐 10后，微藻及其培养液根据自身重力竖直向下流动且与排气罐10的内侧壁之间具有间隙，培养液中的氧气会进入间隙中，并通过单向排气阀13排出。不仅结构简单，而且排气效果好。

在本申请的一些实施例中，气液混合装置14包括混合罐15，混合罐 15的底部为斗形结构，混合罐15的内部设有导气筒16，且导气筒16与混合罐15之间构成环形腔体，环形腔体的内部设有螺旋结构的混合通道 17，导气筒16的圆周端采用螺纹密封连接的方式安装有多个呈螺旋均匀分布且延伸至混合通道17内的曝气头18，混合罐15的上端采用密封焊接的方式连接有与混合通道17连通的第二进液管19，混合罐15的下端采用密封焊接的方式连接有第二排液管20。

其中，混合罐15采用透明材质，导气筒16为上端开口的中空结构，导气筒16的开口端延伸出混合罐15并与气源连接，导气筒16采用密封焊接的方式与混合罐15的上端固定连接，第二进液管19和第二排液管20 均和与其对应的循环管路的水平段采用螺纹密封连接的方式可拆卸连接。

具体地，环形腔体内部设有与其适配的螺旋叶片21，螺旋叶片21的外侧螺旋端与混合管的内壁采用密封焊接的方式连接，螺旋叶片21的内螺旋端与导气筒16的外壁采用密封焊接的方式连接，螺旋叶片21、混合罐15的内壁、导气筒16的外壁之间构成混合通道17。

上述实施例的工作原理：微藻及其培养液从第二进液管19进入混合通道 17并充满混合通道17，微藻及其培养液沿混合通道17螺旋流动时，所有曝气头18均向混合通道17中喷出二氧化碳和空气的混合气体，呈螺旋喷出的混合气体和呈螺旋流动的培养液能够均匀地进行混合，混合气体均匀的分布在培养液中，使得微藻更好的进行光合作用。

在本申请的一些实施例中，气源包括用于储存二氧化碳和空气混合气体的储存罐24，储存罐24底部采用螺栓连接的方式固定有第二支座，第二支座采用螺栓连接的方式固定在底板4上，储存罐24连接有输气管路 25，输气管路25上安装有气泵26，输气管路25与所有导气筒16同时连接。达到了同时向多个气液混合装置提供二氧化碳和空气混合气体的目的。

在本申请的一些实施例中，循环管路的两个相邻水平段之间均设有 LED灯管27，LED灯管27为微藻的光合作用提供光照，LED灯管27可拆卸安装在安装架上。

具体地，LED灯管27采用塑料卡扣安装的方式可拆卸安装在安装架上固定的安装组件5上，便于安装、更换LED灯管27。

在本申请的一些实施例中，输送管路22上安装第一阀门28，输送管路 22的下端采用密封焊接的方式连接有位于第一阀门28下方的出液管29，出液管29上安装有第二阀门30，其中，输送管路22采用透明材质。

上述实施例的工作原理：需要排出微藻及其培养液时，关闭第一阀门 28，打开第二阀门30，启动驱动泵2，循环罐1内的微藻及其培养液和循环管路中的微藻及其培养液均能从出液管29排出，循环罐1内的微藻及其培养液和循环管路中的微藻及其培养液完全排出后，打开第一阀门28，输送管路22中微藻及其培养液能够从出液管29排出，达到了将所有微藻及其营养液排出的目的。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种密闭循环式微藻培育装置，包括：循环罐(1)、驱动泵(2)、循环管路、用于提供二氧化碳和空气混合气体的气源、安装架，所述循环罐(1)、所述驱动泵(2)、所述循环管路之间连接构成循环通路并均安装在所述安装架上，其特征在于：

所述循环管路由主进液管(6)、主排液管(7)、多个均匀分布的主体管道(8)、多个均匀分布的排气装置(9)、多个均匀分布的气液混合装置(14)组成竖直分布的蛇形结构；

其中，所述主进液管(6)、所有所述主体管道(8)、所述主排液管(7)均采用透明材质并构成循环管路的水平段，所有所述主体管道(8)位于所述主进液管(6)和所述主排液管(7)之间，且所述主进液管(6)位于所述主排液管(7)的上方，所有所述排气装置(9)均位于所述循环管路的一侧端，所有所述气液混合装置(14)均位于所述循环管路的另一侧端，所有所述排气装置(9)和所有所述气液混合装置(14)均构成所述循环管路的竖直段；

所述气源与所有所述气液混合装置(14)同时连接。

2.根据权利要求1所述的密闭循环式微藻培育装置，其特征在于：所述循环罐(1)设有加液口(23)，所述循环罐(1)采用透明材质。

3.根据权利要求1所述的密闭循环式微藻培育装置，其特征在于：所述排气装置(9)包括排气罐(10)，所述排气罐(10)的下部为斗形结构，所述排气罐(10)的上端连接有第一进液管(11)，所述排气罐(10)的下端连接有第一排液管(12)，所述排气罐(10)上安装有单向排气阀(13)；

其中，所述排气罐(10)的内径大于所述第一进液管(11)的内径，所述排气罐(10)采用透明材质，所述第一进液管(11)和第一排液管(12)均与其对应的所述循环管路的水平段连接。

4.根据权利要求1所述的密闭循环式微藻培育装置，其特征在于：所述气液混合装置(14)包括混合罐(15)，所述混合罐(15)的底部为斗形结构，所述混合罐(15)的内部设有导气筒(16)，且所述导气筒(16)与所述混合罐(15)之间构成环形腔体，所述环形腔体的内部设有螺旋结构的混合通道(17)，所述导气筒(16)的圆周端安装有多个呈螺旋均匀分布且延伸至所述混合通道(17)内的曝气头(18)，所述混合罐(15)的上端连接有第二进液管(19)，所述混合罐(15)的下端连接有第二排液管(20)；

其中，所述混合罐(15)采用透明材质，所述导气筒(16)为上端开口的中空结构，所述导气筒(16)的开口端延伸出所述混合罐(15)并与所述气源连接，所述第二进液管(19)和所述第二排液管(20)均和与其对应的所述循环管路的水平段连接。

5.根据权利要求4所述的密闭循环式微藻培育装置，其特征在于：所述气源包括用于储存二氧化碳和空气混合气体的储存罐(24)，所述储存罐(24)连接有输气管路(25)，所述输气管路(25)上安装有气泵(26)，所述输气管路(25)与所有所述导气筒(16)同时连接。

6.根据权利要求1所述的密闭循环式微藻培育装置，其特征在于：所述循环管路的两个相邻水平段之间均设有LED灯管(27)，所述LED灯管(27)可拆卸安装在所述安装架上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的密闭循环式微藻培育装置，其特征在于：所述循环罐(1)的排液口连接有输送管路(22)，且所述输送管路(22)与所述主进液管(6)连接，所述驱动泵(2)安装在所述输送管路(22)上，所述主排液管(7)与所述循环罐(1)连接；

其中，所述输送管路(22)上安装有第一阀门(28)，所述输送管路(22)上设有位于所述第一阀门(28)下方的出液管(29)，所述出液管(29)上安装有第二阀门(30)，其中，所述输送管路(22)采用透明材质。

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