[發明專利]微藻培養的光生物反應器

有效

• 申請號: 200810240026.8
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101748054A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 石悅;馬欣欣;石蕾;李靜;張惠敏;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

本發明涉及一種光生物反應器，特別涉及一種微藻培養的光生物反應器。

背景技術

微藻能有效利用光能、CO₂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、化妝品及其他天然產品。所以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。

管式反應器最早出現在上世紀50年代，目前已被廣泛應用。管式反應器具有 面積體積比大，溫度易控制等優點。Torillo等在意大利佛羅倫薩，用聚乙烯塑料 管制作的管式反應器培養螺旋藻，5年試驗中平均產率達到每公頃每年30-33t， 最高日平均面積產率達到25g/(m²·d)。Torzillo等使用雙層排列的管式光生物反 應器培養鈍頂螺旋藻時，獲得了27.8g/(m²·d)的日平均面積產率。1986年Ramos de?Ortega等首次開發平板式光生物反應器。板式反應器具有光利用率高，易放大 培養，易清洗，其內部貼壁生長和外部的鹽沉淀易處理等優點。加拿大的Samson 和Leduy使用板箱式光生物反應器培養微藻最大面積產率為60g/(m²·d)，最大 體積產率為1.17g/(L·d)。柱式反應器具有混合好，二氧化碳利用率高等優點。 張栩等利用柱式光生物反應器培養小球藻，平均日產量0.2134g/(L·d)。

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。柱式反應器隨著直徑的增 大，面積體積比下降，導致光利用率下降，所以難以放大。

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， 反應條件易控制的適于微藻培養的環形管式光生物反應器。

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，包括固定在架子上的光生物反應系統、通 氣裝置、檢測裝置。所述光生物反應系統為環形管狀，在環形管頂部伸出幾個接 口，所述通氣裝置和檢測裝置與光生物反應系統頂部接口連接。

所述的光生物反應系統為環形管狀，材料優選透明材料，最優選透明的普通 玻璃、特殊玻璃、有機玻璃或樹脂等。特殊玻璃通常指：鋼化玻璃，浮法玻璃等。

所述通氣裝置為氣泵或者氣瓶，通過軟管與光生物反應裝置頂部連接，伸入 光生物反應器底部，所通氣體為空氣，二氧化碳或者空氣和二氧化碳混合氣體。 通氣管路裝有氣體流量計。

所述檢測裝置包括溫度檢測器、pH檢測器和溶氧檢測器。

所述環形光生物反應裝置底部有一個閥門，與收集裝置連接。

所述環形光生物反應系統可以由兩個U型管連接而成，也可以由兩個彎頭 和兩根直管連接而成。兩個彎頭通常采用180度彎頭，底部180度彎頭兩端各有 一個變徑，使底部管的直徑小于上邊管。或者整個環形反應器所有管直徑一致。

本發明具有下述技術效果：

1.本發明采用氣升式，靠氣體流動帶動培養液循環，避免了剪切力對微藻 的傷害。

2.光生物反應系統采用環形管式，避免了培養過程中出現死角。

3.光生物反應系統采用透明材料有利于觀察微藻的生長情況。

4.光生物反應系統頂部有氣孔3，可作為培養基進口、接種口和排氣孔，便 于氧氣的排出，避免了溶氧過高對微藻生長的危害。

5.光生物反應系統底部有閥門，當藻培養到一定濃度后可打開閥門放出藻 液，同時在反應系統頂部加入新鮮培養基，可以實現連續培養。

6.光生物反應系統結構簡單，可直接拆卸，便于清洗。

7.通氣裝置裝有氣體流量計和閥門，可以通過調節氣體流量調節培養液的 流動速率，有利于二氧化碳和氧氣的傳遞，培養液的混合，增加光的利用率。

附圖說明

圖1為本發明實施例光生物反應器的整體結構示意圖。