[發明專利]一種微藻培養簡易柱式反應器

有效

• 申請號: 200810240025.3
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101760429A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 石悅;耿金峰;張晉陽;王慧嶺;李靜;劉敏勝
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/08
• 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

本發明涉及光生物反應領域，特別涉及一種光生物反應器以及光生物反應器 的通氣裝置。

背景技術

微藻能有效利用CO₂、光能和無機鹽類合成蛋白質、脂肪、碳水化合物以及 多種高附加值生物活性物質，可以通過培養微藻生產保健食品、食品添加劑、飼 料、生物肥料、化妝品及其它天然產品。因此研制和開發新型高效的光生物反應 器以及微藻的高密度培養受到越來越多的關注。

目前，微藻培養主要分為開放式和封閉式兩種光生物反應器。由于封閉式反 應器具有培養條件易控制，可無菌操作，易進行高密度培養等優點，已成為光生 物反應器發展的方向。封閉式光生物反應器主要包括管式、平板式和柱式這三種 形式。

但是密閉反應器都存在一定的缺陷。管式反應器的溶氧水平很容易達到200 ％，溶氧的積累會抑制藻的生長。板式反應器受到高度的限制，一般不高于1.5m， 而且在反應器的底部會形成死角，不利于微藻的生長。柱式反應器克服了氧積累 的限制，結構簡單、培養液混合均勻，可以得到充足的光源。

近年來，由于氣升式反應器具有結構較簡、單造價低、易清洗維修、培養液 流動較規則、能耗低和較高的傳熱傳質系數及放大容易等特點，該類反應器已在 生物化工方面得到較大的應用；1988年Miyamoto等人(Miyamoto?K，Wable O，Benemann?J?R.Vertical?tubular?reactor?for?microalgae?cultivation.Biotechnol.Lett.， 1988，10，703-708)利用柱式反應器在室外培養Nostoc(念珠藻)和Anacystis(組囊藻) 得到了大約0.6g?l^-1d^-1的單位體積生產率。1994年Hu和Richmond(Hu，Q.& Richmond，A.Optimizing?the?population?density?in?Isochrysis?galbana?grown outdoors?in?a?glass?column?photobioreactor.J.Appl.Phycol.，1994，6，391-96)使用 1.5m高，2.6cmID的柱式反應器組成的相似系統，室外培養Isochrysis?galbana(金 藻)獲得了1.6gl^-1d^-1的單位體積生產率。柱式反應器具有培養液混合效果好，二 氧化碳利用率高等優點。張栩等(海洋科學，2000，5(24)：14-16)利用柱 式光生物反應器培養小球藻，平均日產量0.2134gl^-1d^-1。

目前光生物反應器的通氣裝置一般為氣體分布器或者有孔的PVC管。氣體 分布器和PVC管產生的氣泡不均勻，隨著分布器和管子的延伸，氣量越來越小， 不利于微藻的生長。

發明內容

本發明克服了現有反應器技術上的缺點，提供了一種結構簡單、光利用率高、 便于高密度培養、微藻采收簡便，反應條件易控制的適于微藻培養的圓柱式光生 物反應器?？朔爽F有光生物反應器通氣裝置的缺點，提供了一種氣體分布均勻， 結構簡單，易于控制氣體流量的光生物反應器通氣裝置，可用于各種類型光生物 反應器中。

本發明通過下述技術方案實現：

一種光生物反應器，其特征在于，包括圓柱體的光生物反應系統、通氣裝置、 檢測裝置。所述光生物反應系統由一個圓柱體、圓形頂蓋和圓形底構成，圓形頂 蓋可以自由移動，有進氣口、進料口和儀器探頭口，圓柱體中部和底部分別有出 液口。圓柱體和圓底通過特殊處理粘合而成。通常有機玻璃粘合用的膠為601， 粘合方式為直接粘合，如果材料為玻璃，可以直接熔化對粘連成一體。圓柱體表 面受光，可利用太陽光作為光源，易于觀察反應器中培養情況，易于清洗，制作 簡單，成本低廉，適于培養微藻。

所述的光生物反應系統為柱狀，材料為透明的玻璃、有機玻璃或樹脂材料等。

所述的通氣裝置，其特征在于，由氣頭和氣管通過三通組成的樹狀進氣裝置。 氣體分布均勻，形成的氣泡較小，有利于微藻生長。該通氣裝置氣液混合良好， 一方面可以為微藻生長提供足夠的二氧化碳，有利于氧氣的排出；另一方面，微 藻生長過程中可以接受足夠的光照。