[實用新型]一種產業化培養微藻的生產裝置

無效

• 申請號: 200820058978.3
• 申請日: 2008-05-27
• 公開（公告）號: CN201245640Y
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 蔡志武
• 申請（專利權）人: 蔡志武
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/36
• 代理公司: 上海三方專利事務所
• 代理人: 吳干權;單大義

[技術領域]

本實用新型涉及微藻培養工程領域與環保技術領域，具體地說是一種產業化培養微藻的生產裝置。

[背景技術]

微藻能有效利用光能、二氧化碳和無機鹽，合成脂肪、蛋白質、多糖以及多種高附加值的生物活性物質。隨著人類對微藻認識的不斷加深，開發和研制新型高效光生物反應器及其培養方法，已成為微藻生物工程技術的一個重要組成部分。

目前，微藻培養主要有開放式和封閉式兩種光生物反應器。開放式光生物反應器主要有四種類型：淺水池、循環池、跑道池式、池塘。其中，最典型、最常用的開放池培養系統是Oswald(1969)設計的跑道池反應器，該類培養系統實際上就是占地面積上千平方米，培養液深度為20厘米左右的環形淺池；以自然光為光源和熱源，依靠槳輪(paddle?wheel)或者旋轉臂(rotating?arm)的轉動，使培養液在池內混合、循環，防止藻體沉淀并提高藻體細胞的光能利用率。開放式光生物反應器雖然構建簡單、成本低廉、操作簡便，但其存在易受污染、培養條件不穩定等缺點，只能用于螺旋藻、小球藻及鹽藻等少數能耐受極端環境的微藻培養。而封閉式反應器培養條件穩定，可無菌操作，易進行高密度培養，已成為今后的發展方向。與開放式光生物反應器相比，封閉式光生物反應器具有以下優點：①無污染，能實現單種、純種培養；②培養條件易于控制；③培養密度高，易收獲；④適合于所有微藻的光自養培養，尤其適合于微藻代謝產物的生產；⑤有較高的光照面積與培養體積之比，光能和二氧化碳利用率較高。因此，近年來在國內外封閉式光生物反應器的研制和開發利用較快，有些已實現了微藻的高密度商業化培養。目前封閉式光生物反應器有：管道式、平板式、柱狀氣升式、攪拌式發酵罐、立式吊袋、浮式薄膜袋等。雖然封閉式光生物反應器的型式繁多，但用于大規模生產的目前僅見報道的為年產上百噸藻粉的管道式光生物反應器，并且該設備的造價及維修成本很高，很難普及。

另一方面，微藻培養的生產成本也居高不下，首先是原料成本，其次是采收成本。要降低微藻培養的原料成本，必須改變目前常用的以碳酸氫鈉、葡萄糖等為主的碳源，采用以煙道氣、其它富含二氧化碳的工廠廢氣作為主要碳源的原料供應方式，同時實現二氧化碳的減排。而微藻生長所需的氮、磷供應也應盡可能采用富營養化的地表水或工業廢水中已有的氮、磷，不足的營養成分只需少量添加，從而大幅度降低微藻培養的原料成本。

[發明內容]

本實用新型的目的在于克服上述現在技術存在的缺陷及不足，開發一種投資少、操作簡單，能充分利用太陽光能，以及工業廢氣、富營養化地表水或工業廢水為主要原料，進行大規模培養微藻的生產裝置，同時實現二氧化碳的減排以及對污染水體的治理。一種產業化培養微藻的生產裝置，包括氣推式光生物反應器、供氣總管、補液總管、藻液總管，每一個氣推式光生物反應器設有環狀淺水池1、隔離墻2、排液管3、補液管4、進氣管5、支管6、農用薄膜7、透光板8、遮光膜9，其特征在于氣推式光生物反應器按行和列整齊排列，所有氣推式光生物反應器均為并聯連接。每個氣推式光生物反應器單元裝置采用磚塊和混凝土砌筑的環狀淺水池1，對于將來可能用于耕種的土地，用復合土工膜建水池。環狀淺水池1中砌有一道兩端開放的隔離墻2，池的寬度為1～4米，長度為6～80米，深度為30～50厘米。氣推式光生物反應器底部設有排液管3，氣推式光生物反應器上部設有補液管4，氣推式光生物反應器中部的隔離墻上固定有進氣管5，進氣管5上與至少四根L型的支管6連接，支管的橫管與池底平行，并與池壁垂直；橫管的側壁開有許多微噴氣孔(或管等)；整個氣推式光生物反應器采用農用薄膜7完整地覆蓋，在農用薄膜7的中部設有天窗，天窗上蓋有透光板8。橫管上微孔噴氣的氣流方向均為水平向前，由此，反應器中水體在無數根推進方向一致的微小氣流的推動下，形成順時針方向的藻液主體流動。同時，每一股氣體微射流都能在一定范圍內產生卷吸混合，使上下層藻液進行混合，而氣泡的上浮強化了藻液中溶氧的解析，氧氣被氣泡帶至液面而釋放；此時氣體微射流中的二氧化碳也同時溶解在藻液中，為微藻的生長提供碳源。在本實用新型中，進氣管支管的橫管與豎管為彎頭連接，橫管的另一端由螺帽封住，這樣的結構在噴氣孔或管被微藻堵塞時，能夠把橫管拆下來方便地進行清理。