CN220393741U - 微藻产氧监测利用系统 - Google Patents
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Abstract
一种微藻产氧监测利用系统，包括微藻培养反应器、溶氧仪、温度计和压力计；所述微藻培养反应器上连接有供气系统和出气管道，所述出气管道上依次设置有气体净化装置、气体检测装置和气体缓存或利用装置，所述气体缓存或利用装置上设置有回气管道；所述供气系统包括气体混合检测室，所述气体混合检测室的出气口通过进气管道与所述微藻培养反应器的进气口连接。气体混合检测室和气体检测装置均包括取样室和用于监测取样室内气体成分的检测装置，检测的气体成分可以包括二氧化碳、氧气，主要针对的是气体氧；溶氧仪针对的是溶解氧，两者结合可以实时监测产氧量，有利于系统化研究微藻的溶解氧和气体氧的量。
Description
技术领域
本实用新型涉及微藻培养技术领域，具体而言，涉及一种微藻产氧监测利用系统。
背景技术
目前已有的微藻相关专利，主要是利用微藻能够产氧、水质净化的特性，来进行应用，导向是终端应用，例如202011168198.6一种净化空气用的微藻生物反应器、202021194670.9一种用于河道水体修复微藻培养装置、202220378864.7一种微藻固碳供氧装置系统等，均是利用了微藻能够产氧的特性来进行空气净化或污水处理等，但其均无法实现对微藻培养过程的监测，不利于对培养方式的优化和改善。
鉴于此，特提出本申请。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种微藻产氧监测利用系统，其能够实现对微藻培养过程供气和产氧的检测，以便于对培养方式的优化和改善。
本实用新型的实施例是这样实现的：
第一方面，本实用新型提供一种微藻产氧监测利用系统，包括用于容纳微藻培养液的微藻培养反应器、用于监测微藻培养液溶氧量的溶氧仪、用于监测微藻培养液温度的温度计和用于监测微藻培养反应器内气体压力的压力计；
所述微藻培养反应器上连接有供气系统和出气管道，所述出气管道上依次设置有气体净化装置、气体检测装置和气体缓存或利用装置，所述气体缓存或利用装置上设置有回气管道，所述回气管道上设置有增压装置，所述回气管道的出气口与所述微藻培养反应器连通；
所述供气系统包括气体混合检测室，所述气体混合检测室的出气口通过进气管道与所述微藻培养反应器的进气口连接，所述气体混合检测室上还连接有气源。
在可选的实施方式中，所述进气管道上沿气体流动方向还依次设置有流速计和/或滤膜。
在可选的实施方式中，所述滤膜和流速计之间的进气管道上还设置有放气口，所述放气口上设置有气阀。
在可选的实施方式中，所述微藻培养反应器上还连接有取样管。
在可选的实施方式中，所述微藻培养反应器与所述进气管道、出气管道和回气管道中的至少一个通过管径适配的软管连接；和/或，所述气体缓存或利用装置与所述出气管道和回气管道中的至少一个通过管径适配的软管连接。
在可选的实施方式中，所述气体检测装置两侧的出气管道上均设置有气阀。
在可选的实施方式中，所述回气管道上设置有气阀。
在可选的实施方式中，还包括数据接收与显示装置，所述数据接收与显示装置与所述流速计、溶氧仪、气体检测装置、压力计和温度计电连接。
在可选的实施方式中，所述气体缓存或利用装置上设置有排气口，所述排气口上设置有气阀。
在可选的实施方式中，还包括污水存储装置，所述污水存储装置通过进水管与所述微藻培养反应器的培养液入口连接，所述污水存储装置和微藻培养反应器上均对应设置有水质检测装置。
本实用新型实施例的有益效果是：
气体混合检测室和气体检测装置均包括取样室和用于监测取样室内气体成分的检测装置，检测的气体成分可以包括二氧化碳、氧气，主要针对的是气体氧；溶氧仪针对的是溶解氧，两者结合可以实时监测产氧量，有利于系统化研究微藻的溶解氧和气体氧的量。
气体缓存或利用装置具体可以根据需要设置模拟需氧场所，进行实验数据的获取，为后续的大型、规模化的应用奠定基础，因此该系统具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图标:1-微藻培养反应器；2-溶氧仪；3-温度计；4-压力计；5-出气管道；6-气体净化装置；7-气体检测装置；8-气体缓存或利用装置；9-回气管道；10-增压装置；11-气体混合检测室；12-气源；13-流速计；14-滤膜；15-放气口；16-取样管；17-排气口。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
第一实施例
请参照图1，本实施例提供一种微藻产氧监测利用系统，包括用于容纳微藻培养液的微藻培养反应器1、用于监测微藻培养液溶氧量的溶氧仪2、用于监测微藻培养液温度的温度计3和用于监测微藻培养反应器1内气体压力的压力计4；
所述微藻培养反应器1上连接有供气系统和出气管道5，所述出气管道5上依次设置有气体净化装置6、气体检测装置7和气体缓存或利用装置8，所述气体缓存或利用装置8上设置有回气管道9，所述回气管道9上设置有增压装置10，所述回气管道9的出气口与所述微藻培养反应器1连通；
所述供气系统包括气体混合检测室11，所述气体混合检测室11的出气口通过进气管道与所述微藻培养反应器1的进气口连接，所述气体混合检测室11上还连接有气源12。
本实施例微藻产氧监测利用系统中的微藻培养反应器1可以根据需要进行选择，例如可以选择常规的光反应器，具体工作时，在微藻培养反应器1内添加微藻及培养液并在培养液内通入微藻所需气体，产生的氧气可以从出气管道5离开进入气体缓存或利用装置8。其中气体缓存或利用装置8可以是单纯的存储装置，也可以对微藻培养反应器1中输出的高含氧量气体进行利用，例如模拟空间站，对动物进行培养等。其中，进气管和出气管上分别设置有气体混合检测室11和气体检测装置7，可以根据实际情况调整进气管内气体的组成，同时对进气管到和出气管道5的气体的成分进行检测或在线监测，同时配合溶氧仪2中对培养液内溶解氧的测定，能够更加准确的监控微藻产氧的情况，从而有利于根据实时监测数据得到一个进气组分、温度、压力等因素与产氧量等的相关性，从能有利于根据气体缓存或利用装置8的需要有针对性的对微藻培养反应器1的温度、压力、进气组分等参数进行调整。
气体缓存或利用装置8具体可以根据需要设置模拟需氧场所，进行实验数据的获取，为后续的大型、规模化的应用奠定基础，因此该系统具有广泛的应用前景。
本实施例中的气体混合检测室11和气体检测装置7均包括取样室和用于监测取样室内气体成分的检测装置，检测的气体成分可以包括二氧化碳、氧气，主要针对的是气体氧；溶氧仪2针对的是溶解氧，两者结合可以实时监测产氧量，有利于系统化研究微藻的溶解氧和气体氧的量。当然也可以根据需要检测其他组分。
本实施例中的气体缓存或利用装置8内的气体可以重复利用，例如可以通过增压装置10再返回到微藻培养反应器1内继续利用，需要说明的是，若经过气体缓存或利用装置8后气体成分的变化也需要监测，则可以在回气管道9上也设置气体检测装置7，但在气体缓存或利用装置8仅发挥气体缓存而不会影响气体组成时，在回气管道9上也可以不设置气体检测装置7。另外，为了使得气体能够循环，回气管道9上需要设置增压装置10，增压装置10具体可以选择风扇或气泵，为气体从气体缓存或利用装置8向微藻培养反应器1内流动。
本实施例中的微藻培养反应器1可以根据需要设置升降台，方便对反应器的位置进行调整；气体净化装置6可以包括除湿和除味功能，例如使用活性炭、硅胶等对气体进行过滤，吸附其中的水分和带有异味的组分；其中微藻培养过程中所需的CO2、空气等可通过气瓶区提供，并实时检测提供的量，方便与最后的氧气量对比，计算产氧量，光合作用效率，当然由于气体混合检测室11的存在，气源12也可以选择空压机等，具体地气源12中包括氧气、二氧化碳和氮气等，根据需要调整各气体的流量，以使得气体混合检测室11内的气体符合要求。
在一些可选的实施方式中，所述进气管道上沿气体流动方向还依次设置有流速计13和/或滤膜14，流量计可以调整及监控进气管道内气体的流量，流量计的种类可以根据需要进行选择，例如可以选择转子流量计；滤膜14用于对气体进行除杂，当气源12直接采用空气压缩机等进行压缩得到，其中可能含有一些杂质，此时可以采用滤膜14进行过滤。
在一些可选的实施方式中，所述滤膜14和流速计13之间的进气管道上还设置有放气口15，所述放气口15上设置有气阀，当进气管道内气体的组成或流量没有达到预设值时，可以先将放气口15打开，使气体放空，直至气体流量和组成满足要求，接着可以导通滤膜14和微藻培养反应器1之间的进气管道，关闭放气口15。
在一些可选的实施方式中，所述微藻培养反应器1上还连接有取样管16，方便取样。
在一些可选的实施方式中，所述微藻培养反应器1与所述进气管道、出气管道5和回气管道9中的至少一个通过管径适配的软管连接；和/或，所述气体缓存或利用装置8与所述出气管道5和回气管道9中的至少一个通过管径适配的软管连接。
本实施例中进气管道、出气管道5和回气管道9通过软管与微藻培养反应器1或气体缓存或利用装置8连接，软管以方便连接，另一方面可以相对灵活的调整管路的方向，其中软管的材质可以采用硅胶或现有其他材料的软管，由于本方案中进气管道、出气管道5和回气管道9中的压力都不会太大，因此对管道强度等要求并不高。
在一些可选的实施方式中，所述气体检测装置7两侧的出气管道5上均设置有气阀，一方面可以调节出气管道5的导通与否，另一方面可以根据需要保持气体检测装置7内气体的稳定。
在一些可选的实施方式中，所述回气管道9上设置有气阀，导通或关闭回气管道9。
在一些可选的实施方式中，还包括数据接收与显示装置，所述数据接收与显示装置与所述流速计13、溶氧仪2、气体检测装置7、压力计4和温度计3电连接。将流速计13、溶氧仪2、气体检测装置7、压力计4和温度计3的测试结果显示在同一显示装置内，方便查看，必要时，数据接受与显示装置也可以连接数据处理装置，将计算程序嵌入数据处理装置内，在显示装置上可以显示处理后的数据，具体数据处理方式本领域技术人员可以根据需要设置。
在一些可选的实施方式中，所述气体缓存或利用装置8上设置有排气口17，所述排气口17上设置有气阀，可将过剩的气体或废气排出。
在一些可选的实施方式中，还包括污水存储装置，所述污水存储装置通过进水管与所述微藻培养反应器1的培养液入口连接，所述污水存储装置和微藻培养反应器1上均对应设置有水质检测装置。
本实施方式中利用微藻对污水进行处理、净化，同时可以实现对进入微藻培养反应器1和在微藻培养反应内的污水进行监测，探究水质变化随氧气产生量的变化趋势，以及水质变化、氧气产生量与温度等的关联性，探究各因素内在关联、机理等，极大的提高的实验效率，为双碳研究搭好实验、检测平台。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种微藻产氧监测利用系统，其特征在于，包括用于容纳微藻培养液的微藻培养反应器、用于监测微藻培养液溶氧量的溶氧仪、用于监测微藻培养液温度的温度计和用于监测微藻培养反应器内气体压力的压力计；
所述微藻培养反应器上连接有供气系统和出气管道，所述出气管道上依次设置有气体净化装置、气体检测装置和气体缓存或利用装置，所述气体缓存或利用装置上设置有回气管道，所述回气管道上设置有增压装置，所述回气管道的出气口与所述微藻培养反应器连通；
所述供气系统包括气体混合检测室，所述气体混合检测室的出气口通过进气管道与所述微藻培养反应器的进气口连接，所述气体混合检测室上还连接有气源。
2.根据权利要求1所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，所述进气管道上沿气体流动方向还依次设置有流速计和/或滤膜。
3.根据权利要求2所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，所述滤膜和流速计之间的进气管道上还设置有放气口，所述放气口上设置有气阀。
4.根据权利要求1所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，所述微藻培养反应器上还连接有取样管。
5.根据权利要求1所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，所述微藻培养反应器与所述进气管道、出气管道和回气管道中的至少一个通过管径适配的软管连接；和/或，所述气体缓存或利用装置与所述出气管道和回气管道中的至少一个通过管径适配的软管连接。
6.根据权利要求1所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，所述气体检测装置两侧的出气管道上均设置有气阀。
7.根据权利要求1所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，所述回气管道上设置有气阀。
8.根据权利要求2所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，还包括数据接收与显示装置，所述数据接收与显示装置与所述流速计、溶氧仪、气体检测装置、压力计和温度计电连接。
9.根据权利要求1所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，所述气体缓存或利用装置上设置有排气口，所述排气口上设置有气阀。
10.根据权利要求1所述的微藻产氧监测利用系统，其特征在于，还包括污水存储装置，所述污水存储装置通过进水管与所述微藻培养反应器的培养液入口连接，所述污水存储装置和微藻培养反应器上均对应设置有水质检测装置。
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