201111497 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關於一種糸月_壯gj ,. 樘九反應裝置，特別是指一種分離 式薄膜光反應裝置。 【先前技術】 &藻類為一種單細胞生物，其可以利用光合作用將太陽 月&轉換成油脂儲存在細胞體内部，以做為製造生質能源 原料，此外，藻類具有高度的營養價值，因此目前已有許 多的生技業者投入藻類班暮沾办 頸培養的研究，以期能夠降低藻類的 生產成本並提高藻類的生產效率。 义 压双手而先則培養藻類都是利 用開放式的培養池，秋而霞工 而露天的培養方式需要較大的受光 面積，不但品質木易控制、& 制佔用工間，且位於培養池底部 的藻類也容易因為光照不足而影響光合作用的效率。 參閱圖1 A了解決上述問題，便有如中華民國公告第 M351879 #u新型專利案所揭露的「光生物反應g 1」，包含 個反應器本體11、多數個光源器12、一個液體擾動裝置 13及 固亂泡攪拌裝置14。其中，該反應器本體u具有 個進氣口 ill’及一個排氣口 112，該進氣口 ηι是連通 於該氣泡懸裝置14並可通人二氧化碳等氣體，來增加藻 類的光合反應作用。該液體擾動裝置13是用以控制液體的 循％，以避免藻類的生長過於集中，而該氣泡攪拌裝置Μ 疋與該進氣口 111相連接’並藉由氣泡的產生以授拌該反應 器本體11内部的液體。 藉由上述設計’可以確保該反應器本體U内的光照與 201111497 氣體充足’進而大量培養藻類，然而，該光生物反應器i 沒有任何過濾裝置’因此無法將結成—團的的藻類分離出 來；再者，為了要使藻類光照平均，需要設置多數個長短 不同的光源器12’不但製作過程繁複，同時也提高材料成 另外’當要收集該反應器本體Η内的藻類時，還需要 將所述光源器12全部拆離，使用上相當不便；再者，光生
物反應器丨也沒有转循環單元，因此培養藻類的液體也 無法循環使用。 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種可以進行過濾並 促進循環效果的分離式薄獏光反應裝置。 於是，本發明分離式薄膜光反應裝置，包含： 一個反應槽，包括一個底壁、一個由該底壁向上延伸 的圍繞S ’及一個由該底壁與圍繞壁所圍繞卩定出的容置 空間； 一個分隔單兀，包括一個可分離地定位於該反應槽之 底壁上並位於該容置空間内的分隔筒、一個由該分隔筒外 周面往豸反應#之圍繞壁的方向延伸並貼抵於該圍繞壁的 第一過濾網，及一個由該第一過濾網的外周緣向上延伸且 可分離地跨設於該圍繞壁上的提把，其中，該分隔筒的材 質為可透光材質並圍繞界定出—循環空間，該分隔筒鄰近 該反應槽的底壁處具有多數個下循環孔，且該分隔筒於該 第一過濾網上方具有多數個上循環孔，而所述下循環孔是 201111497 連通於該容置空間與循環空間； 個知明單元’包括一個設置於該分隔單元之分隔汽 内的發光燈管； 一個供氣單元，包括一個供氣源、一個連通於該供氣 源並延伸至該分隔筒内的供氣管，及一個連通於該供氣管 且置放於該分隔筒内的氣體分散器；及 一個薄臈濾水單元，包括一個位於該反應槽之容置空 間内的預過濾區、一個位於該反應槽外並連通於該預過濾 區的粗過濾區，及一個位於該反應槽外並連通於該粗過濾 區的薄膜過濾區。 一培養液來 中央向四週 該分離式薄膜光反應裝置使用時，是利用 將藻類培養於該容置空間中，該發光燈管是由 散發光線’因此光源紋且平均；另外，該供氣單元會使 得氣體由該氣體分散器向上發散形成氣泡，而於該分隔筒 内的循環㈣形成-向上的循環流’帶動該培養液以及蕩 類由所述下循環孔進人該分隔筒後隨著#環流而向上移動 ，並經由所述上循環孔流出，而通過該第—過朗後再流 回該容置空間内，同時，培養液也能透過該薄膜滤水單元 進行過濾。 ----I ,丨、Ί三付冻撕 於該循環空間以及容置空間之M4 * 门疋間循％流動，且成團的蕩 還可以經由該第一過濾網攔阻盘收集 兴收果，有效減少藻類识 於底部而影響其生長的情形，且拉盖、六 ^ 且培養液經過該薄膜濾才 元過濾之後還能重覆使用，遠釗咨& 運到貧源循環，節省成本纪 201111497 的。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 、下配&參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說 明内谷中’類似的元件是以相同的編號來表示。 參閱圖2 ’本發明分離式薄膜光反應裝置2之第一較佳 實施例，包含一反應槽21、一個可分離地蓋設於該反應槽 21上的蓋板22、一設置於該反應槽21内的分隔單元23、 一设置於該分隔單元23内的照明單元24、一供氣單元25 、一個控溫單元26、一個薄膜濾水單元27，及一個逆洗單 元28。 該反應槽21包括一個底壁211、一個由該底壁211向 上延伸的圍繞壁212 ’及一個由該底壁211與圍繞壁212所 圍繞界定出的容置空間213。 該分隔單元23包括一個可分離地定位於該反應槽21 之底壁211上並位於該容置空間213内的分隔筒231、一個 由該分隔筒231外周面往該反應槽21之圍繞壁212的方向 延伸並貼抵於該圍繞壁212的第一過濾網232，及一個由該 第一過濾、網232的外周緣向上延伸立可分離地跨設於該圍 繞壁212上的提把233。 其中，該分隔筒231的材質為邛透光材質並圍繞界定 出一循環空間234，該分隔筒23 1鄰近該底壁211處具有多 201111497 數個下循環孔235,且該分隔筒231於該第—過滅網232上 方具有多數個上循環孔236 ’而所述下循環孔235是連通於 該容置空間2U與循環空間234。於本實施例中，該分隔筒 23i的材質為玻璃，當然也可以視實際製造的情形而選用石 英或是壓克力等可透光的材質’ g此不應以本實施例所揭 露的内容為限。 該照明單元24包括一個固設於該分隔筒231内的定位 管24i，及-個插設於該定位管241内的發光燈管⑷，而 e亥發光燈管242的光線會均勻地向四面八方發散。於本實 施例中，該定位管24!的材質為玻璃，當然也可以視實際 製造的情形而選用石英或是壓克力等可透光的材質，因此 不應以本實施例所揭露的内容為限。 該供氣單元25包括一個供氣源251、一個連通於該供 氣源251並延伸至該分隔筒231内的供氣管252，及一個連 通於該供氣管252且置放於該分隔筒231内的氣體分散器 253,於本實施例中，該氣體分散器253是一環狀的態樣， 且是環繞於該定位管241的周圍。該控溫單元26包括一個 控溫器261，及一個伸置於該循環空間234内的加溫棒262 β亥薄膜渡水單元27包括一個位於該反應槽21之容置 空間213内的預過濾區271、一個位於該反應槽21外並連 通於該預過濾區271的粗過濾區272，及一個位於該反應槽 21外並連通於該粗過濾區272的薄膜過濾區273。 該預過濾區271具有一個由該反應槽21的底壁211向 201111497 上延伸的隔板274 ’及一個連接該反應槽21之圍繞壁212 與該隔板274的第二過濾網275，而由該隔板274、圍繞壁 212 ’及第二過濾網275圍繞界定出一個預過濾空間276。 於本實施例中，該粗過濾區272是以多層式不同顆粒 大小的石頭與砂礫進行過濾動作，而該薄膜過濾區273的 材質為微過濾膜（Microfiltration (MF) membrane)，當然也可 以視實際製造的情形而選用超過濾膜（ultrafiltrati〇n (UF)
membrane)、陶瓷膜（Ceramic membrane)、不織布膜、織布 膜，或多孔的網狀結構物等材質，又或者是選用上述材質 的組合，此為熟知該項技藝者所能輕易置換，因此不應以 本實施例所揭露的内容為限。 分離式薄膜光反應裝置2使用時，是利用一培養液 來將藻類培養於該容置空間2n中，該供氣單元乃啟動時 ，會使得氣體由該氣體分散H 253向上發散形成氣泡，由 於該氣體分散器253是環設於該定位管241的周圍，因此 該氣體分散器253產生的氣泡會於該分隔筒231 空間234形成一向上的循環流，且該分隔筒231 孔235的設計，使得該分隔筒231内的循環空間 該反應槽21内的容置空間213相通。 内的循環 之下循環 234是與 错此，培養液以及藻類會由該容置空間213經由所 下循環孔235來進入該分隔筒231，再隨著循環流向上二 ，並經由所述上循環孔236流出，接著通過該第—過❸ 232後進行過濾後流回該容置空間213内， " 形成一個循天 流動態樣。 201111497 於本實施财，該供氣單元25的 抵於該反應槽21之圍繞壁212的外表面”，==疋直接觸 251 ^ if ^ B+ , ^Λ±έ* 因此當該供氣源 隹建作時，會持續地產生微震動， 212 Μ 4 Μ ^ « 步▼動該圍繞壁 微震動，而降低藻類附著於圍繞壁212的機合。 同時’使用者可以因庫李銘" 卜、田星K U應季卽或天乳的變化，來控制該 26的控溫器261，並透過伸置於該循環空間234 溫棒262來對培養液進行加溫的動作，以維持-個 隶適合藻類生長的環境。 镛 而該分離式薄膜光反應裝置2在運作的同時，培養液 會由位於該反應槽21之容置空間213内的預過渡區π來 進行過遽循％。首先，培養液是通過該預過遽@⑺的第 一過濾網275而進入該預過據空間276 +，再由該預過濾 空間276進入該粗過濾區272與薄膜過濾區273。 值得注意的是，該第二過濾網275的網目是小於該第 一過濾網232的網目，且該第二過濾網2?5的網目大小是 控制在一個完整的藻類不會通過的大小，而其大小是能視 培養的藻類而有所不同，且為熟知該項技藝者所能輕易實 施與置換’在此不予贅述。 該逆洗單元28包括一個位於該預過濾區271與粗過遽 區272之間的第一閥門28〇、一個位於該粗過濾區272與薄 膜過遽區273之間的逆洗泵浦281、一個位於該粗過濾區 272與逆洗泵浦281之間的第二閥門282、一個位於該第一 閥門280與粗過濾區272之間的第一排水管283、一個位於 該第二閥門282與逆洗泵浦281之間的第二排水管284、一 10 201111497 個位於該第一排水管283上的第三閥門285、一個位於該第 二排水管284上的第四閥門286、一個位於該薄膜過濾區 273後知的第一入水管287、一個位於該逆洗泵浦281與薄 膜過遽區273之間的第二入水管288、—個位於該第一入水 s 287上的第五閥門289，及一個位於該第二入水管288上 的第六閥門290。 忒薄膜濾水單元27在進行過濾動作時，該第一、二閥 % 門280、282是開啟的狀態，而該第三至第六閥門285、286 :289、290為關閉的狀態’因此培養液就由該由該預過濾 區271進入該粗過濾區272與薄膜過濾區273以進行過濾 。當該薄膜濾水單元27要進行逆洗時，則有以下三種逆洗 過程： ' (1)該薄膜過濾區273進行逆洗： 參閱圖3 ’此時該第一、二、三、六閥門28〇、282 285、290為關閉的狀態，該第四、五閥門286、289 • 為開啟的狀態，而該第一入水管287是連通至一乾淨水 源（圖未示）’並啟動該逆洗泵浦281，則乾淨的水會由 該第一入水管287進入對該薄膜過濾區273進行逆洗， 而逆洗產生的污水就由該第二排水管284排出。 (2)該粗過濾區272進行逆洗： 參閱圖4，此時該第一、四、五閥門28〇、286、 289為關閉的狀態’該第二、三、六閥門282、、 290為開啟的狀態，而該第二入水管288也是連通至該 乾淨水源，並啟動該逆洗泵浦281，則乾淨的水會由該 201111497 第二入水管288進入對該粗過濾區272進行逆洗，而逆 洗產生的污水就由該第一排水管283排出。 (3)該薄膜過濾區273與粗過濾區272同時進行逆洗： 參閱圖5，此時該第一、四、六閥門280、286、 290為關閉的狀態，該第二、三、五閥門282、、 289為開啟的狀態，並啟動該逆洗泵浦281，乾淨的水 會由該第一入水管287進入對該薄膜過濾區273與粗過 濾區272同時進行逆洗，而逆洗產生的污水就由該第一 排水管283排出。 藉由上述設計，本發明分離式薄膜光反應裝置2於實 際使用時具有下列所述的優點： (1) 循環式流動，有效避免藻類的沉積： 由於該氣體分散器253產生的氣泡會形成循環流， 再搭配該分隔筒231之上、下循環孔236、235的設計 ，使得培養液與蒸類會進行循環式的流動，能有效避免 藻類沉積於底部。 (2) 具有收集與搁阻成團藻類的作用： 承上所述’當培養液與藻類在流經該第一過濾網 232時，成團的藻類可以被該第一過濾網232攔阻，而 達到過濾的作用，且該第一過濾網232的網目還可以依 照使用者的需求而更換，若要收集該反應槽21内的全 部藻類，可以更換成網目較細的第一過濾網232，來進 行藻類的收集。 (3) 能過濾培養液，降低污染並重覆使用，分離式設計 12 201111497 便於更換： 由於許多藻類實驗是觀察藻類對於重金屬或是有毒 物質的清除能力，導致培養液内存在有上述有害物質， 因此除了該預過濾區271與粗過濾區272先初^進行過 濾之外’該薄膜過濾區273還能有效截留重金屬或是細 菌、病毒等物質，使得過遽完的培養液不但大幅降低其 污染性，還可以重覆使用，且該薄膜渡水單元27為分 離式的設計，更換相當便利。 (4) 第一過濾網232便於清理與更換： 由於s玄第一過濾網232是以該提把233可分離地跨 設於該反應槽21的圍繞壁212上，因此當要收集該第 一過濾網232上的藻類，或是要清理該第一過濾網232 時，只要提起該提把233就能操作，使用上相當便利。 (5) 防止水份蒸發與異物落入： 藉由該蓋板22是蓋設於該反應槽21上，因此可以 有效防止§玄反應槽21内的水份蒸發的情形，同時還能 防止灰塵等異物落入而污染藻類的生長環境。 (6) 光照平均： 該發光燈管242是由中央向四周散發光線，光源充 足且平均，且培養液與藻類是循環式的流動，因此每隔 —段時間就會流經該發光燈管242的周圍，而使藻類可 以均勻的受到光線的照射。 (7) 模組化設計： 由於該分隔單元23與照明單元24為模組化的設計 13 201111497 ，因此只要將該分隔單元23與照明單元24安裝於現有 的反應槽21，或者是要安裝於實驗室内多餘的發酵槽（ 圖未示）上，就可以輕易地組裝成分離式薄膜光反應裝 置2，不需要再另外購置，相當便利也節省成本。 參閱圖6，為本發明分離式薄膜光反應裝置2之第二較 佳實施例，大致類似前述該第一較佳實施例，不同之處在 於.豸供軋單元25更包括一個觸抵於該反應槽21之圍繞 壁212外表面的共振器254，而該供氣源251是觸抵於該共 振器254上。 藉由上述設計，使得該供氣源25 1在運作時所產生的 微震動可以傳遞至該共振器254，使該共振器254產生共振 效應而加強該圍繞壁212產生微震動的作用，同樣可以達 到降低藻類附著於圍繞壁212的效果，並提供使用者另一 種選擇的態樣。 參閱圖7’為本發明分離式薄膜光反應裝置2之第三較 佳實施例，大致類似前述該第一較佳實施例，不同之處在 於‘該預過濾區271具有一個由該反應槽21的圍繞壁212 往該底壁211方向向下傾斜延伸的隔板274，及一個可抽離 地卡制於該圍繞壁212上並貼抵於該隔板274前端的第二 過遽網275 ’而由該隔板274、圍繞壁212，及第二過遽網 275圍繞界定出一個預過濾空間276。 由於該第二過濾網2 7 5是可抽離的設計，因此可以將 該第一過濾網275抽離後進行清洗或更換的動作，使用上 相當便利；而該向下傾斜延伸的隔板274可以有效避免藻 14 201111497 類附著沉積於該隔板274上。 透過傾斜形態的底壁211 ’當該分離式薄膜光反應裝置 為大里化的裝置並進行大量藻類的培養時，若是要將該反 應槽21 β的所有藻類進行收集’則可以使該供氣單元μ 卜止運作而讓所有藻類因重力而沉積於該底壁211較低的一 側上’並將該反應槽21㈣培養液抽乾，再训人工鐘除 的方式將沉積的藻類鐘起收集。如此一來，相較於所有藻 類平均的沉積於水平的底壁211上，傾斜的設計使得藻類的 收集上更為方便省力。 ▲另外’該反應槽21的底壁211是一傾斜式的設計，而 該第-閥門280是一個三向閥並位於該第一排水管加上 ，該第二閥Η 282個三向閥並位於該第二排水管2料 上0 而於本實施例中’該第一、二閥門28〇 ' 282皆為三向 閥的態樣’因此在過遽動作與逆洗動作的轉換時，可以便 於進行液體流向的控制，並減少閥Η的設置數量，達到節 省成本的目的。 同時’該粗過濾區272 t，不同顆粒大小的石頭盥砂 7以是分層組裳的形式，依照使用者的需求來選用各種 數量及各種顆粒大小的砂襟進行組裝，使用上相當具有 性。 綜上所述，本發明分離式薄膜光反應裝置2,其模組化 的。又-十不i_便於女裝或是改裝現有設備’且於實際使用時 ’還具有光照平均、使藻類循環流動、可以棚阻或收集藻 15 201111497 類等功效；另外’該薄膜濾水單元27的薄膜過濾區273還 月b有效截留重金屬或是細菌、病毒等物質，使得過滤完的 =養液不但大幅降低其污染性，還可以重覆使用，故確實 能達成本發明之目的。 处惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之，即大凡依本發明中請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一側視圖，說明中華民國公告第M351879號新 型專利案所揭露的「光生物反應器」； 圖2是一側視剖視圖，說明本發明分離式薄膜光反應 裝置之第一較佳實施例； 圖3是-側視剖視圖，說明該第一較佳實施例中，薄 膜過遽區進行逆洗時水的流向； 圖4是一側視剖視圖，說明該第一較佳實施例中，粗 過濾'區進行逆洗時水的流向； 圖5是一側視剖視圖，說明該第一較佳實施例中，薄 膜過遽區與㈣濾區同時進行逆洗時水的流向； 圖6是—側視剖視圖，說明本發明分離式薄膜光反應 裝置之第二較佳實施例；及 =是-側視剖視圖，說明本發明分離式薄膜光反應 我置之第二較佳實施例。 16 201111497
【主要元件符號說明】 2 分離式薄膜光反應裝置 261 控溫器 21 反應槽 262 加溫棒 211 底壁 27 薄膜濾水單元 212 圍繞壁 271 預過遽區 213 容置空間 272 粗過濾區 22 蓋板 273 薄膜過遽區 23 分隔單元 274 隔板 231 分隔筒 275 第二過濾網 232 過濾網 276 預過濾空間 233 提把 28 逆洗單元 234 循環空間 280 第一閥門 235 下循環孔 281 逆洗栗浦 236 上循環孔 282 第二閥門 24 照明單元 283 第一排水管 241 定位管 284 第二排水管 242 發光燈管 285 第三閥門 25 供氣單元 286 第四閥門 251 供氣源 287 第一入水管 252 供氣管 288 第二入水管 253 氣體分散器 289 第五閥門 254 共振器 290 第六閥門 26 控溫單元 17