CN220246127U - 一种曝气—磁力搅拌复合式微藻培养光生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于微生物技术领域，具体为一种曝气—磁力搅拌复合式微藻培养光生物反应器。本本实用新型包括反应器主体、磁力搅拌器转子、磁力搅拌器、反应器顶盖、曝气圆盘、通气软管以及外部的气泵；反应器主体为透明圆柱体，用于盛放反应溶液；磁力搅拌器转子浸入反应器主体内部溶液中；磁力搅拌器放至于反应器主体下部，驱动磁力搅拌器转子转动；反应器顶盖与反应器主体通过法兰密封连接；曝气圆盘设置于反应器主体内部，浸没在反应器内部溶液中，并与通气软管相连；气泵通过通气软管使曝气圆盘向反应器内部溶液曝气。本实用新型可实现藻细胞高效率培养，节省曝气能耗，提高藻细胞生长速度，防止藻细胞沉淀聚团。
Description
技术领域
本实用新型属于微生物技术领域，具体涉及一种微藻培养光生物反应器。
背景技术
目前用来培养微藻的光生物反应器多为底部曝气，空气或二氧化碳等气体通过曝气盘或曝气环进入光生物反应器内部，曝气不均匀导致反应器内部产生死水区，微藻聚集在死水区沉淀凝聚成团，不利于微藻的快速生长；聚集成团的微藻沉淀无法接受到有效光照，光合作用减弱，降低了有机物合成速度，不利于微藻的大规模培养；目前的微藻光生物反应器多不具备加热功能，外界气温降低时微藻产量降低甚至无法生长。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种曝气——磁力搅拌复合式微藻培养光生物反应器，以解决现有技术中存在的上述问题和缺陷。
本实用新型设计的曝气——磁力搅拌复合式微藻培养光生物反应器，包括反应器主体、磁力搅拌器转子、磁力搅拌器、反应器顶盖、曝气圆盘、通气软管以及外部的气泵；其中：
反应器主体为透明圆柱体；用于盛放反应溶液；
所述磁力搅拌器转子浸入反应器主体内部溶液中，置于反应器底部中心部位；
所述磁力搅拌器放至于反应器主体下部；驱动反应器主体内部的磁力搅拌器转子转动；
所述反应器顶盖与反应器主体通过法兰密封连接；反应器顶盖开有进气孔和出气孔；
所述曝气圆盘设置于反应器主体内部，浸没在反应器内部溶液中，并与通气软管相连；
所述通气软管穿过反应器顶盖上的进气孔与气泵相连；
所述气泵通过通气软管使曝气圆盘向反应器内部溶液曝气；
所述微藻为淡水藻或海水藻；优选为小球藻、栅藻、褐指藻。
进一步地：
所述反应器顶盖与反应器主体中间加有橡胶密封垫圈；
所述反应器主体和反应器顶盖的材料为玻璃；优选为有机玻璃；
所述通气软管内装有空气过滤棉；
所述磁力搅拌器具备磁力搅拌功能外，还设置有加热装置，用于对反应器主体内部溶液加热。
与现有技术相比，本实用新型存在以下有益效果：
（1）本光生物反应器内部水力条件紊乱，藻细胞受力包括磁力搅拌器转子提供的水平方向的离心力与气泡上升带来的竖直方向的力，特殊的力学结构使得微藻不易沉淀结块，增加了微藻细胞在反应器内的流动性，保证体系内微藻细胞均匀地接收光照，提升了微藻的光合和生长速率；
（2）本光生物反应器通过外部气泵功率调整可以调节通入气体流速，通入气体种类可选择，同时生物反应器顶盖设置出气孔，维持反应器内气压维持在合理的范围内，通过通入不同种类和不同流速的气体可以实现不同微藻培养条件的差异化和可控性，满足实际大规模培养微藻过程中的多样化需求；
（3）本光生物反应器放置在磁力搅拌器上，磁力搅拌器除具备磁力搅拌功能外还具备加热功能，在气温较低时可对反应器主体进行加热，使反应器内温度维持在适合微藻生长的区间内，降低了大规模微藻培养受季节的影响。
附图说明
图1是本实用新型所述反应器的剖面示意图。
图2是本实用新型所述反应器的顶部示意图。
图3是本实用新型所述反应器的正面示意图。
图4是本实用新型所述反应器的侧面示意图。
图中标号，1为反应器主体，2为法兰螺栓，3为橡胶密封垫圈，4为出气孔，5为反应器顶盖，6为磁力搅拌器转子，7为曝气圆盘，8为通气软管，9为磁力搅拌器，10为气泵，11为进气孔。
具体实施方式
本申请中的术语“放置”、“相连”、“连接”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，或是一体式连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部连接，或是两个元件的相互作用关系；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的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
如图1～图4所示，本实用新型为一种曝气—磁力搅拌复合式微藻培养光生物反应器。本装置包含本反应器顶盖5、磁力搅拌器9、磁力搅拌器转子6、反应器主体1、曝气圆盘7、通气软管8和气泵10；反应器顶盖5开有出气孔4，用于平衡反应器内部气压，进气孔11，用于穿过通气软管；反应器顶盖5与反应器主体1通过法兰螺栓2密封连接，中间加橡胶密封垫圈3，以保证藻液不漏出；
磁力搅拌器转子6浸入反应器内部藻液中，形状为椭圆体，长轴20mm，短轴5mm；气泵10与通气软管8相连，通气软管8穿过反应器顶盖5上面的进气孔11进入反应器内部，通气软管8另一端与曝气圆盘7相连，通气软管8外径8mm，管内装有空气过滤棉，防止外源污染；曝气圆盘7放置在反应器主体1的内部，浸入在反应器内部的藻液中，位于反应器主体1的底部；反应器顶盖5通过法兰螺栓2与反应器主体1密封连接。
反应器主体1和顶盖5材料为有机玻璃，有较强的透光性，反应器主体1高310mm，壁厚5mm，内径200mm；反应器顶盖5直径250mm，厚5mm，开有1个进气孔11和1个出气孔4，进气孔11内径8mm，出气孔4内径3mm，反应器顶盖5利用4根法兰螺栓2与反应器主体1连接，中间加橡胶密封垫圈3，保证不漏液。
使用反应器时，向反应器加入藻液和培养液，液面高度保持在150-200mm，连接好反应器顶盖5和主体1的法兰。通过外部气泵以一定的气体流量向反应器内部藻液曝气，开启磁力搅拌器的搅拌功能，设定培养温度，开始微藻培养过程。
本实用新型中的所有部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，同时本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，本申请文件中各部件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，在此不再作出具体叙述。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种曝气—磁力搅拌复合式微藻培养光生物反应器，其特征在于，包括反应器主体、磁力搅拌器转子、磁力搅拌器、反应器顶盖、曝气圆盘、通气软管以及外部的气泵；其中：
反应器主体为透明圆柱体；用于盛放反应溶液；
所述磁力搅拌器转子浸入反应器主体内部溶液中，置于反应器底部中心部位；
所述磁力搅拌器放至于反应器主体下部，驱动反应器主体内部的磁力搅拌器转子转动；
所述反应器顶盖与反应器主体通过法兰密封连接；反应器顶盖开有进气孔和出气孔；
所述曝气圆盘设置于反应器主体内部，浸没在反应器内部溶液中，并与通气软管相连；
所述通气软管穿过反应器顶盖上的进气孔与气泵相连；
所述气泵通过通气软管使曝气圆盘向反应器内部溶液曝气。
2.根据权利要求1所述的微藻培养光生物反应器，其特征在于，所述微藻为淡水藻或海水藻。
3.根据权利要求1所述的微藻培养光生物反应器，其特征在于，所述反应器顶盖与反应器主体中间加有橡胶密封垫圈。
4.根据权利要求1所述的微藻培养光生物反应器，其特征在于，所述通气软管内装有空气过滤棉。
5.根据权利要求1所述的微藻培养光生物反应器，其特征在于，所述磁力搅拌器设置有加热装置，用于对反应器主体内部溶液加热。
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