CN220846056U - 一种光反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光反应器，包括至少一个光反应组，每个光反应组包括两个光照装置和两个反应器本体，两个光照装置包括第一光照装置和第二光照装置，两个反应器本体包括第一反应器本体和第二反应器本体；第一反应器本体的进液端和第二反应器本体的出液端并列设置，第一光照装置用于向第一反应器本体的进液段和第二反应器本体的出液段依次照射；第一反应器本体的出液端和第二反应器本体的进液端并列设置，第二光照装置用于向第二反应器本体的进液段和第一反应器本体的出液段依次照射。通过将方向互补的两个反应容器设定为一个光反应组，光线在任何一个位置上都会依次穿过光反应组中细胞浓度低、高的部分，提高了光的利用率。

Description

一种光反应器

技术领域

本实用新型属于光反应器设计技术领域，涉及一种光反应器。

背景技术

目前的光发酵反应器，一般是从其底部充入反应气体如：二氧化碳，光从光发酵反应器的一侧进入，再从光发酵反应器的另一侧出去。此类结构在底部充入反应气体后，气体沿着反应容器向上走，反应器内的细胞也随着光的浓度向上走，且随着时间的增加，细胞一直持续生长，会导致反应器内底部细胞为新生细胞，反而对光的利用率低，顶部细胞浓度很高，对光的需求高，会严重造成光源的浪费。因此，亟需设计一种光反应器，克服现有技术缺陷，以满足实际应用需求。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种光反应器，在本实用新型中，通过对光反应组的具体设置，改变了传统的光反应器单向获取光线的问题，将方向互补的两个反应容器设定为一个光反应组，液体从该光反应组的两端分别进入，光线在任何一个位置上都会依次穿过光反应组中细胞浓度低、高的部分，提高了光的利用率，且提高了反应速率，结构简单，可操作性高，适合推广使用。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种光反应器，所述光反应器包括至少一个光反应组，每个所述光反应组包括两个光照装置和两个反应器本体，所述两个光照装置包括第一光照装置和第二光照装置，所述两个反应器本体包括第一反应器本体和第二反应器本体；所述第一反应器本体的进液端和所述第二反应器本体的出液端并列设置，所述第一光照装置用于向所述第一反应器本体的进液段和所述第二反应器本体的出液段依次照射；所述第一反应器本体的出液端和所述第二反应器本体的进液端并列设置，所述第二光照装置用于向所述第二反应器本体的进液段和所述第一反应器本体的出液段依次照射。

在本实用新型中，通过对光反应组的具体设置，改变了传统的光反应器单向获取光线的问题，将方向互补的两个反应容器设定为一个光反应组，液体从该光反应组的两端分别进入，光线在任何一个位置上都会依次穿过光反应组中细胞浓度低、高的部分，提高了光的利用率，且提高了反应速率，结构简单，可操作性高，适合推广使用。

需要说明的是，本实用新型对反应器本体的具体用途不做特殊限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行适应性调整。其中，第一反应器本体的用途和第二反应器本体的用途可以相同也可以不同，第一反应器本体和第二反应器本体之间可以是固定连接可以是螺栓连接等方式。

需要说明的是，示例性地，以第一光照装置来看，本实用新型中的“依次照射”指的是第一光照装置发出的光线会先照射到第一反应器本体的进液段处，光线穿过第一反应器本体的进液段后的剩余光线会照射到第二反应器本体的出液段处。第二光照装置同理。

需要说明的是，本实用新型中光反应器的整体设备可以是半开放式设备，也可以是密闭设备，可以根据实际情况进行调整。

需要说明的是，本实用新型中第一反应器本体的进液和第二反应器本体的进液可以相同也可以不同，具体选择可以根据实际发酵所选用的微生物情况进行调整；第一反应器本体和第二反应器本体所充入的气体可以相同也可以不同，可以选用二氧化碳、甲烷等等；具体选择可以根据实际情况进行适应性调整。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第一反应器本体和所述第二反应器本体相同。

优选地，所述第一反应器本体为透明反应器。

需要说明的是，本实用新型中第一反应器本体和第二反应器本体均为透明反应器，是因为设置透明可以使得光线不被阻挡，穿过反应器本体进行充分反应，不会造成光利用率低的问题。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第一反应器本体为蛇形结构。

需要说明的是，本实用新型中第一反应器本体和第二反应器本体均可以是直管形、蛇形或者其他弯曲不规则形，保证第一反应器本体和第二反应器本体并列设置且进出口相反即可，主要选用蛇形是因为该结构节约面积，在同样大的面积内，蛇形可以使发酵罐路更长；提高产能，蛇形可以提供更长的发酵管路，使得单次发酵的产物更多；可以更加充分利用光源，蛇形可以使得光源发散的部分得到充分吸收。

优选地，所述第一反应器本体上设置有第一进气口。

优选地，所述第一进气口间隔设置在所述第一反应器本体的底部。

优选地，所述第二反应器本体上设置有第二进气口。

优选地，所述第二进气口间隔设置在所述第二反应器本体的底部。

需要说明的是，本实用新型中的第一进气口和第二进气口可以相同也可以不同，第一进气口和第二进气口分别相对于第一反应器本体和第二反应器本体来说，是设置在相对应反应器本体的底部，且呈均匀或者非均匀的密集间隔分布的，数量并非单一，可以设置多个。

需要说明的是，本实用新型中第一反应器本体和第二反应器本体上分别设置有出气口，出气口可以设置在第一反应器本体和第二反应器本体的任意位置上，例如侧壁、底部或者顶部等，可以保证气体顺利排出即可。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第一反应器本体和所述第二反应器本体平行排布。

需要说明的是，第一反应器本体和第二反应器本体平行排布可以使得光线被充分利用，当光线通过第一反应器本体的时候，由于第一反应器本体中的细胞处于生长开始阶段，细胞密度底，多数光线会透过第一反应器本体射向第二反应器本体，此时第二反应器本体内细胞密度已经很高，光线直接被细胞吸收，只会有很少量的光线透过，或无光线透过。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第一反应器本体沿液体的走向依次划分为第一进液部和第一出液部。

优选地，所述第二反应器本体沿背向液体的走向依次划分为第二出液部和第二进液部。

优选地，所述第一进液部和第一出液部的长度相同。

需要说明的是，本实用新型中优选第一进液部和第一出液部的长度相同，是因为两个部分的长度相同可以使得第一光照装置在照射该部分时的照射面更均匀，光的利用率更高。

优选地，所述第二出液部和第二进液部的长度相同。

需要说明的是，本实用新型中优选第二出液部和第二进液部的长度相同，是因为两个部分的长度相同可以使得第二光照装置在照射该部分时的照射面更均匀，光的利用率更高。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第一光照装置设置在所述第一进液部远离所述第二出液部的一侧。

需要说明的是，本实用新型中第一光照装置的光线照射第一进液部后，穿过第一进液部的光线继续照射到第二出液部，与此同时，第一进液部中微生物浓度高，所需的光照强度高，第二出液部内的微生物浓度此时处于低浓度状态，所需的光照强度略低，可以更好的利用光照。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第二光照装置设置在所述第二进液部远离所述第一出液部的一侧。

需要说明的是，本实用新型中第二光照装置的光线照射第二进液部后，穿过第二进液部的光线继续照射到第一出液部，与此同时，第二进液部中微生物浓度高，所需的光照强度高，第一出液部内的微生物浓度此时处于低浓度状态，所需的光照强度略低，可以更好的利用光照。

优选地，所述第一光照装置采用的光源包括太阳光、日光灯照射、LED照射和发光光纤中的任意一种。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第一光照装置为透明容器。

优选地，所述透明容器采用的材质为玻璃、亚克力板和透明塑料中的任意一种，进一步优选为玻璃容器。

需要说明的是，本实用新型中第一光照装置为透明容器可以更好的透过光线，使得光线得到更好的利用。

优选地，所述第二光照装置采用的光源包括太阳光、日光灯照射、LED照射和发光光纤中的任意一种。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述第二光照装置为透明容器。

优选地，所述透明容器采用的材质为玻璃、亚克力板和透明塑料中的任意一种，进一步优选为玻璃容器。

需要说明的是，本实用新型中第二光照装置为透明容器可以更好的透过光线，使得光线得到更好的利用。

需要说明的是，本实用新型中第一光照装置和第二光照装置所采用的光源和材质均可以进行独立的选择，二者可以相同也可以不同，具体情况需要根据实际试验需要进行选择。

示例性地，本实用新型提供了一种第一方面所述的光反应器的使用方法，所述使用方法包括：

向所述第一反应器本体的进液端和所述第二反应器本体的进液端分别通入反应液体，打开所述第一光照装置向所述第一反应器本体的进液段和所述第二反应器本体的出液段依次照射，同时打开所述第二光照装置向所述第二反应器本体的进液段和所述第一反应器本体的出液段依次照射；

经间接照射的微生物分别从第一反应器本体的进液端和所述第二反应器本体的进液端开始在液体中生长并随着液流迁移，分别经所述第一反应器本体的出液端和所述第二反应器本体的出液端排出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

在本实用新型中，通过对光反应组的具体设置，改变了传统的光反应器单向获取光线的问题，将方向互补的两个反应容器设定为一个光反应组，液体从该光反应组的两端分别进入，光线在任何一个位置上都会依次穿过光反应组中细胞浓度低、高的部分，提高了光的利用率，且提高了反应速率，结构简单，可操作性高，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的光反应器的结构示意图；

图2为本实用新型一个具体实施方式提供的光反应器的侧视图；

图3为本实用新型一个具体实施方式提供的光反应器的运行原理图；

其中，1-第一光照装置；2-第二光照装置；3-第一反应器本体；4-第二反应器本体；5-第一进气口；6-第二进气口。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要实用新型点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种光反应器，如图1、图2和图3所示，所述光反应器包括至少一个光反应组，每个光反应组包括两个光照装置和两个反应器本体，两个光照装置包括第一光照装置1和第二光照装置2，两个反应器本体包括第一反应器本体3和第二反应器本体4；第一反应器本体3的进液端和第二反应器本体4的出液端并列设置，第一光照装置1用于向第一反应器本体3的进液段和第二反应器本体4的出液段依次照射；第一反应器本体3的出液端和第二反应器本体4的进液端并列设置，第二光照装置2用于向第二反应器本体4的进液段和第一反应器本体3的出液段依次照射。

在本实用新型中，通过对光反应组的具体设置，改变了传统的光反应器单向获取光线的问题，将方向互补的两个反应容器设定为一个光反应组，液体从该光反应组的两端分别进入，光线在任何一个位置上都会依次穿过光反应组中细胞浓度低、高的部分，提高了光的利用率，且提高了反应速率，结构简单，可操作性高，适合推广使用。

需要说明的是，本实用新型对反应器本体的具体用途不做特殊限定，本领域技术人员可以根据实际情况作出适应性调整。其中，第一反应器本体3的用途和第二反应器本体4的用途可以相同也可以不同，第一反应器本体3和第二反应器本体4之间可以是固定连接可以是螺栓连接等方式。

需要说明的是，示例性地，以第一光照装置1来看，本实用新型中的“依次照射”指的是第一光照装置1发出的光线会先照射到第一反应器本体3的进液段处，光线穿过第一反应器本体3的进液段后的剩余光线会照射到第二反应器本体4的出液段处。第二光照装置2同理。

进一步地，第一反应器本体3和第二反应器本体4相同，第一反应器本体3为透明反应器。需要说明的是，本实用新型中第一反应器本体3和第二反应器本体4均为透明反应器，是因为设置透明可以使得光线不被阻挡，穿过反应器本体进行充分反应，不会造成光利用率低的问题。

进一步地，第一反应器本体3为蛇形结构。需要说明的是，本实用新型中第一反应器本体3和第二反应器本体4均可以是直管形、蛇形或者其他弯曲不规则形，保证第一反应器本体3和第二反应器本体4并列设置且进出口相反即可。

进一步地，第一反应器本体3上设置有第一进气口5，第一进气口5间隔设置在第一反应器本体3的底部。

进一步地，第二反应器本体4上设置有第二进气口6，第二进气口6间隔设置在第二反应器本体4的底部。

进一步地，第一反应器本体3和第二反应器本体4平行排布。

进一步地，第一反应器本体3沿液体的走向依次划分为第一进液部和第一出液部，第二反应器本体4沿背向液体的走向依次划分为第二出液部和第二进液部。第一进液部和第一出液部的长度相同。需要说明的是，本实用新型中优选第一进液部和第一出液部的长度相同，是因为两个部分的长度相同可以使得第一光照装置1在照射该部分时的照射面更均匀，光的利用率更高。

进一步地，第二出液部和第二进液部的长度相同。需要说明的是，本实用新型中优选第二出液部和第二进液部的长度相同，是因为两个部分的长度相同可以使得第二光照装置2在照射该部分时的照射面更均匀，光的利用率更高。

进一步地，第一光照装置1设置在第一进液部远离第二出液部的一侧。需要说明的是，本实用新型中第一光照装置1的光线照射第一进液部后，穿过第一进液部的光线继续照射到第二出液部，与此同时，第一进液部中微生物浓度高，所需的光照强度高，第二出液部内的微生物浓度此时处于低浓度状态，所需的光照强度略低，可以更好的利用光照。

进一步地，第二光照装置2设置在第二进液部远离第一出液部的一侧。需要说明的是，本实用新型中第二光照装置2的光线照射第二进液部后，穿过第二进液部的光线继续照射到第一出液部，与此同时，第二进液部中微生物浓度高，所需的光照强度高，第一出液部内的微生物浓度此时处于低浓度状态，所需的光照强度略低，可以更好的利用光照。

进一步地，第一光照装置1采用的光源包括太阳光、日光灯照射、LED照射和发光光纤中的任意一种，第一光照装置1为透明容器，透明容器采用的材质为玻璃、亚克力板和透明塑料中的任意一种，进一步优选为玻璃容器。需要说明的是，本实用新型中第一光照装置1为透明容器可以更好的透过光线，使得光线得到更好的利用。

进一步地，第二光照装置2采用的光源包括太阳光、日光灯照射、LED照射和发光光纤中的任意一种，第二光照装置2为透明容器，透明容器采用的材质为玻璃、亚克力板和透明塑料中的任意一种，进一步优选为玻璃容器。需要说明的是，本实用新型中第二光照装置2为透明容器可以更好的透过光线，使得光线得到更好的利用。

需要说明的是，本实用新型中第一光照装置1和第二光照装置2所采用的光源和材质均可以进行独立的选择，二者可以相同也可以不同，具体情况需要根据实际试验需要进行选择，其中光源不只是上述的光源，也可以是其他紫外光线等可用光源。

示例性地，本实用新型提供了一种上述的光反应器的使用方法，使用方法包括：

向第一反应器本体3的进液端和第二反应器本体4的进液端分别通入反应液体，打开第一光照装置1向第一反应器本体3的进液段和第二反应器本体4的出液段依次照射，同时打开第二光照装置2向第二反应器本体4的进液段和第一反应器本体3的出液段依次照射；

经间接照射的微生物分别从第一反应器本体3的进液端和第二反应器本体4的进液端开始在液体中生长并随着液流迁移，分别经第一反应器本体3的出液端和第二反应器本体4的出液端排出。

实施例1

本实施例提供了一种光反应器，其中：

光反应器包括一个光反应组，光反应组包括两个光照装置和两个反应器本体，两个光照装置包括第一光照装置1和第二光照装置2，两个反应器本体包括第一反应器本体3和第二反应器本体4；第一反应器本体3的进液端和第二反应器本体4的出液端并列设置，第一光照装置1用于向第一反应器本体3的进液段和第二反应器本体4的出液段依次照射；第一反应器本体3的出液端和第二反应器本体4的进液端并列设置，第二光照装置2用于向第二反应器本体4的进液段和第一反应器本体3的出液段依次照射。

第一反应器本体3和第二反应器本体4相同，第一反应器本体3为透明反应器且为蛇形结构，第一反应器本体3和第二反应器本体4平行排布。

第一反应器本体3上设置有第一进气口5，第一进气口5间隔设置在第一反应器本体3的底部。第二反应器本体4上设置有第二进气口6，第二进气口6间隔设置在第二反应器本体4的底部。

第一反应器本体3沿液体的走向依次划分为第一进液部和第一出液部，第二反应器本体4沿背向液体的走向依次划分为第二出液部和第二进液部。第一进液部和第一出液部的长度相同，第二出液部和第二进液部的长度相同。

第一光照装置1设置在第一进液部远离第二出液部的一侧。第二光照装置2设置在第二进液部远离第一出液部的一侧。

第一光照装置1采用的光源为太阳光，第一光照装置1为玻璃容器。第二光照装置2采用的光源为日光灯照射，第二光照装置2为玻璃容器。

综上，本实用新型通过对光反应组的具体设置，改变了传统的光反应器单向获取光线的问题，将方向互补的两个反应容器设定为一个光反应组，液体从该光反应组的两端分别进入，光线在任何一个位置上都会依次穿过光反应组中细胞浓度低、高的部分，提高了光的利用率，且提高了反应速率，结构简单，可操作性高，适合推广使用。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种光反应器，其特征在于，所述光反应器包括至少一个光反应组，每个所述光反应组包括两个光照装置和两个反应器本体，所述两个光照装置包括第一光照装置和第二光照装置，所述两个反应器本体包括第一反应器本体和第二反应器本体；

所述第一反应器本体的进液端和所述第二反应器本体的出液端并列设置，所述第一光照装置用于向所述第一反应器本体的进液段和所述第二反应器本体的出液段依次照射；

所述第一反应器本体的出液端和所述第二反应器本体的进液端并列设置，所述第二光照装置用于向所述第二反应器本体的进液段和所述第一反应器本体的出液段依次照射。

2.根据权利要求1所述的光反应器，其特征在于，所述第一反应器本体和所述第二反应器本体相同；

所述第一反应器本体为透明反应器。

3.根据权利要求2所述的光反应器，其特征在于，所述第一反应器本体为蛇形结构；

所述第一反应器本体上设置有第一进气口；

所述第一进气口间隔设置在所述第一反应器本体的底部；

所述第二反应器本体上设置有第二进气口；

所述第二进气口间隔设置在所述第二反应器本体的底部。

4.根据权利要求1所述的光反应器，其特征在于，所述第一反应器本体和所述第二反应器本体平行排布。

5.根据权利要求1所述的光反应器，其特征在于，所述第一反应器本体沿液体的走向依次划分为第一进液部和第一出液部；

所述第二反应器本体沿背向液体的走向依次划分为第二出液部和第二进液部。

6.根据权利要求5所述的光反应器，其特征在于，所述第一进液部和第一出液部的长度相同；

所述第二出液部和第二进液部的长度相同。

7.根据权利要求5所述的光反应器，其特征在于，所述第一光照装置设置在所述第一进液部远离所述第二出液部的一侧。

8.根据权利要求5所述的光反应器，其特征在于，所述第二光照装置设置在所述第二进液部远离所述第一出液部的一侧。

9.根据权利要求1所述的光反应器，其特征在于，所述第一光照装置为透明容器。

10.根据权利要求1所述的光反应器，其特征在于，所述第二光照装置为透明容器。