[發明專利]工業級光生物反應器遠程監測控制系統

無效

• 申請號: 200810240023.4
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101750989A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 馬欣欣;陳偉;石悅;耿金峰;王慧嶺;劉敏勝
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 李維真;王建國

技術領域

本發明涉及遠程控制系統領域，具體涉及光生物反應器的遠程監測控制系統。

背景技術

利用光生物反應器生產微藻是國內外競相研究的熱點，多年來人們嘗試過各種設計方案。最初的光生物反應器為跑道池結構，當時主要目標是進行微藻大量培養從而探討微藻作為人類未來食用蛋白和燃料資源的可行性；自上世紀50年代起，人們開始研究使用封閉式光生物反應器進行微藻培養；50～80年代這一領域的發展非常緩慢，1983年Pirt?S.J.等建立了光反應器的設計和操作理論及計算機控制裝置，以后在以色列、意大利、西班牙、日本、美國、法國、新加坡、加拿大等國都開展了研究工作，為光生物反應器的設計、運轉原理及生物工程原理奠定了基礎，推動了該領域的研究進程并開發出一系列新型光生物反應器。

盡管各國研究人員在研制用于微藻培養的光生物反應器方面取得了長足進步，但是設計制造高效、可行、低成本的工業級光生物反應器目前仍然是世界性的難題。將實驗室級別的小型光生物反應器系統放大后，或者光照比表面積變小，導致光限制性培養，或者通氣系統不暢，導致內部藻液混合不充分，或者氧解析不能有效進行，藻體的培養效率較低。另外，在不同地域、不同氣候環境下，不同微藻所適合的工業級光生物反應器也不盡相同。特別是與工業級光生物反應器配套的遠程監測控制系統，自動化程度不高、測量的準確度和精確度偏低，是其最大的缺陷。尋找最適類型的大型光生物反應器、建立完善有效的遠程監控系統、將包括人力成本在內的各項成本降到最低、實現微藻生產商業化是目前各國研究人員追求的目標。

微藻的高密度、大規模培養是實現微藻產品商業化的必經之路，而能否制造出高效可控的工業級光生物反應器是微藻產業的最關鍵環節之一，從某種意義上講，微藻生物技術的發展在很大程度上依賴于實用化的高效自動控制工業級光生物反應器的研制與開發。

發明內容

本發明是為了實現對工業級光生物反應器的遠程控制，提供一整套微藻培養理化指標在線檢測、由通訊網絡連接至遠程控制平臺的遠程監測控制系統。

本發明通過下述技術方案實現：

一種工業級光生物反應器遠程監測控制系統，其特征在于，包括溫度探測器、在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀、在線二氧化碳分析儀等檢測分析終端以及遠程控制平臺，其連接方式為：溫度探測器、在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀、在線二氧化碳分析儀的顯示面板均固定在光生物反應器的支架上。溫度探測器的探頭插入光生物反應器的光照區域及緩沖罐內部；在線pH分析儀的探頭和/或在線溶解氧分析儀的探頭均通過人孔插入光生物反應器的緩沖罐底部；在線二氧化碳分析儀的探頭分別固定在二氧化碳氣體的管路進氣口與光生物反應器的排氣口；溫度探測器、在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀、在線二氧化碳分析儀通過各自的RS485通訊端口與遠程控制平臺相連。

所述光生物反應器包括但不限于管式、平板式和柱式等形式。

所述溫度探測器有若干臺，一臺監測緩沖罐，其它各臺隨機分布在光生物反應器的光照區域。

所述在線pH分析儀的探頭外部套有對生物無害的塑料保護管。

所述在線溶解氧分析儀的探頭外部套有對生物無害的塑料保護管。

所述在線二氧化碳分析儀一般至少為兩臺，分別監測進氣口和排氣口。

所述溫度探測器、在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀、在線二氧化碳分析儀均配有液晶顯示面板。

所述溫度探測器、在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀、在線二氧化碳分析儀均配有RS485通訊端口。

所述遠程控制平臺包括一臺電腦做主設備，通過R.J45接口傳輸數據，使用遠程控制系統作為通訊應用程序。

所述遠程控制平臺可即時收到光生物反應器內培養液的溫度、pH值、溶氧濃度以及進氣口和排氣口處的二氧化碳濃度等數據。

本發明具有下述技術效果：

1.本發明的遠程監測控制系統通過溫度探測器、在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀、在線二氧化碳分析儀實現數據的采集和監測。

2.溫度探測器的探頭分布在光生物反應器的不同區域，便于監控該大型設備的整體溫差狀況。

3.在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀可即時提供光生物反應器內培養液的pH值和溶氧濃度，能迅速查知培養內環境的改變，以便及時做出調整。

4.在線二氧化碳分析儀可提供光生物反應器進氣口和排氣口處的二氧化碳濃度，以便計算微藻的碳源消耗與二氧化碳的減排程度。

5.溫度探測器、在線pH分析儀、在線溶解氧分析儀、在線二氧化碳分析儀均配有液晶顯示面板，便于現場即時觀察。