[發明專利]一種外置加固內部連通式平板光生物反應器

無效

• 申請號: 201110207405.9
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102286363A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 張成武;李愛芬;李濤;吳虹;劉敏勝;朱振旗
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 曹志霞;李贊堅

技術領域

本發明涉及光生物反應器，具體來說是一種外置加固內部連通式平板光生物反應器。

背景技術

微藻是一類系統發生各異、個體小、通常為單細胞或群體的、能進行光合作用的水生(或陸生、氣生、共生)低等植物。微藻資源豐富、種類繁多，可應用于生物制藥、營養品、保健品、天然食品加工、生物餌料、生物肥料、廢水處理和可再生能源生產等方面，具有重要的經濟和社會價值。單個微藻細胞相當于一棵高等植物的植株，它可以不斷繁殖并行使多種多樣的生理、生化功能。這些單細胞的微藻可通過類似于微生物發酵的方式，在透明的培養裝置——光生物反應器中進行規模化培養。因此，一種高效的光生物反應器是快速實現微藻規模化培養的關鍵設備。

用于微藻培養的光生物反應器主要有敞開式和封閉式兩種類型。敞開式光生物反應器具有結構簡單、容易放大和成本低等優點，已被應用于微藻的商業化大規模培養中。但它也存在諸多缺點，如比表面積小、光能和CO2利用率低、易污染、環境條件(溫度、光照、pH值)控制能力差等，目前僅有少數幾種微藻(小球藻、鹽生杜氏藻、節旋藻或螺旋藻等)能夠采用敞開式光生物反應器進行培養，而對于培養條件要求溫和、種群競爭能力較弱的微藻，則只能采用封閉式光生物反應器培養。與敞開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)不易受到灰塵、昆蟲及雜菌等污染，能實現單種培養；(2)溫度、pH值等培養條件易于控制；(3)培養密度高，便于收獲；(4)適合于絕大多數微藻的光自養培養；(5)有較高比表面積；(6)光能和CO2利用率較高等優點。但是，封閉式光生物反應器的投資和操作成本高。

封閉式光生物反應器主要有四種類型：管道式反應器、柱式反應器、袋式反應器和平板式反應器。其中管道式光生物反應器溶解氧解析困難、不易清洗、成本高、溫度控制較困難。柱式光生物反應器不存在氧解析和混合問題，但其培養體積較小、不易放大(縱向和徑向)、比表面積小、且反應器中心光線不易穿透，生產效率低。袋式反應器同樣存在氧解析困難、透明材料無法反復使用等缺點，另外其膜透光性差，外加固結構遮光明顯，將其應用在規模化培養中，還需進一步的改進。目前也存在一些針對上述三種反應器的改進模型，但均未達到工業級別的光生物反應器設計要求。平板反應器相對于上述三種反應器，則具有諸多優點：比表面積大、光利用率高、結構相對簡潔、易清洗、容易加工制造、成本造價低、可根據需要設計不同的光徑、還可改變反應器角度使之面向光線照射方向、氧的累積濃度低、適合戶外培養，其短的光通路及氣流強烈湍動，是實現高密度高產培養的有利條件。